В ближайшие три года человечество увидит вспышку от слияния двух черных дыр в другой галактике — таковы результаты моделирования ученых из Китая и Канады.
Насколько достоверно предсказание и каковы последствия этого события — в материале
Одно из самых интересных явлений из всех, что исследуют астрономы, — слияние галактик. Процесс занимает миллиарды лет и оказывает большое влияние на Вселенную. Ученые наблюдают разные стадии этого гравитационного взаимодействия, включая сближение центральных черных дыр, чья масса больше солнечной в десятки и сотни раз.
Не исключено, что в ближайшее время ученые зафиксируют процесс слияния сверхмассивных черных дыр — их еще называют активными ядрами галактик. Это произойдет, если окажется верным предсказание специалистов из нескольких научных организаций Китая и Канады относительно галактики SDSSJ1430+2303.
На первый взгляд, это обычная эллиптическая галактика, уступающая по массе нашему Млечному Пути. Ее наблюдают на красном смещении 0,08105.
"Она достаточно близкая, с активным ядром. По современным представлениям, в центре каждой достаточно большой галактики есть сверхмассивная черная дыра. От падения на нее — если вокруг много межзвездного газа — выделяется большое количество энергии. Авторы измерили спектры этого излучения из центральной области, увидели изменения светимости во времени и предположили, что там две сливающиеся, тесно расположенные черные дыры", — рассказывает доктор физико-математических наук Алексей Моисеев, ведущий научный сотрудник лаборатории спектроскопии и фотометрии внегалактических объектов САО РАН.
Такие галактики с активными ядрами называют сейфертовскими — в честь астронома Карла Сейферта, впервые описавшего их почти 80 лет назад. Эти объекты расположены к нам гораздо ближе, чем квазары, поэтому их удобнее изучать.
Сейфертовская галактика SDSSJ1430+2303 - РИА Новости, 1920, 21.03.2022
CC BY 4.0 / Legacy Surveys / D. Lang (Perimeter Institute)
Сейфертовская галактика SDSSJ1430+2303, где, согласно моделированию, расположена тесная пара сверхмассивных черных дыр
На чем построена модель
Судя по данным Слоановского цифрового небесного обзора, последние три года оптическая яркость галактики SDSSJ1430+2303 менялась, при этом периоды между вспышками становились все короче. Это подтвердили наблюдения в обзоре по поиску транзиентов Zwicky Transient Facitity с начала 2019-го по август 2021 года. Затем объект стал недоступен для оптических телескопов из-за близости к Солнцу, и ученые переключились на рентгеновский телескоп орбитальной обсерватории Swift. В этом диапазоне осцилляции излучения также участились. В целом за три года периодичность сократилась с двенадцати месяцев до одного. Как пишут авторы работы, такое явление у активных ядер галактик удалось увидеть впервые.
"Ученые проанализировали длительный ряд наблюдательных данных. То, что светимость разная, — это нормально: из-за темпа, с каким вещество поступает в ядро. Важно, что не совсем периодически меняется яркость ядра галактики. Идет последовательность вспышек, причем период между ними уменьшается. Это хорошо описывает гипотеза о двух черных дырах, время вращения между которыми сокращается", — продолжает астрофизик.
Ученые полагают, что одна черная дыра — крупная, а вторая, гораздо менее массивная, движется по сильно вытянутой наклоненной орбите. Данные Слоановского обзора начиная с 2005 года говорят в пользу этой версии. Если все так, значит, объект SDSSJ1430+2303 образовался в процессе слияния галактик-компаньонов более миллиарда лет назад. Тесная пара черных дыр в центре — единственный наблюдаемый след того далекого события. Судя по их активности в последние годы, столкновение не за горами. Моделирование показывает, что ждать осталось сто-триста дней, максимум — три года.
"Оценки довольно смелые. Думаю, другие ученые тоже будут наблюдать этот объект. Событие близкое, поэтому важно иметь как можно больше данных. Мне самому интересно. Прямо сейчас открывается сезон видимости, мы постараемся получить новые спектры на шестиметровом телескопе САО РАН. Их качество должно быть не хуже, чем в приводимых в статье данных с 2,5-метровых телескопов", — заключает Алексей Моисеев.
Вспышка во всей красе
Столкновение сверхмассивных черных дыр в SDSSJ1430+2303 породит мощную вспышку, сопровождаемую гравитационными волнами низкой частоты. Их существование подтвердили в 2015-м на детекторе LIGO, уловив сигнал от слияния двух относительно небольших объектов — массой в десятки солнечных. Событие же, о котором идет речь, (если, конечно, предсказание верно) — вне чувствительности этой установки.
Гравитационный сигнал из галактики SDSSJ1430+2303 смог бы зафиксировать на нижнем пределе возможностей лазерный космический интерферометр LISA, но его планируют запустить не раньше 2030-го. Остается пульсарный тайминг (Pulsar Timing Array), статистику от которого предстоит набирать около пяти лет.
Однако событие не пройдет незамеченным. Ведь ожидаются мощные выбросы электромагнитных волн в диапазоне от радио до рентгена, доступные множеству инструментов на орбите и Земле, включая небольшие телескопы, — как например, в сети "Мастер" ГАИШ МГУ. Возможно, удастся зафиксировать и поток высокоэнергетичных нейтрино на крупнейших астрофизических детекторах Baikal-GVD на Байкале и IceCube в Антарктиде.
По информации https://ria.ru/20220321/chernye_dyry-1778790576.html
Обозрение "Terra & Comp".
