Ученые обнаружили огромные полости от черных дыр

Ученые обнаружили четыре огромных полости или пузыря в центре скопления галактик с помощью рентгеновской обсерватории Чандра. Этот необычный набор особенностей мог быть вызван извержениями двух сверхмассивных черных дыр, находящихся на близком расстоянии друг от друга.

Скопления галактик — это самые большие структуры во Вселенной, удерживаемые вместе гравитацией. Они представляют собой смесь сотен или даже тысяч отдельных галактик, огромного количества горячего газа и невидимой темной материи. Горячий газ, пронизывающий скопления, имеет гораздо большую массу, чем сами галактики, и ярко светится в рентгеновском свете, который обнаруживает Чандра. В центре скопления обычно находится огромная галактика.

Скопление галактик RBS 797

Новое исследование Chandra скопления галактик, известного как RBS 797, расположенного примерно в 3,9 миллиарда световых лет от Земли, обнаружило две отдельные пары полостей, простирающихся от центра скопления.

Эти типы полостей ранее наблюдались в других скоплениях галактик. Ученые думают, что они являются результатом извержений из регионов рядом с сверхмассивной черной дырой в центре массивной центральной галактики. Когда материя улетает от черной дыры в виде струй в противоположных направлениях, она выдувает полости в горячем газе. Откровение в RBS 797 заключается в том, что есть два набора струй, направленных перпендикулярно друг другу.

«Мы думаем, что знаем, что представляет собой пара полостей, но что происходит, когда в скоплении галактик есть две пары в очень разных направлениях?» сказал Франческо Убертози из Болонского университета в Италии, который руководил исследованием Chandra.

Астрономы ранее наблюдали пару полостей в направлении восток-запад в RBS 797, но пара в направлении север-юг была обнаружена только в новом, гораздо более продолжительном наблюдении Чандры. Более глубокое изображение использует почти пять дней наблюдения за Чандрой, по сравнению с примерно 14 часами для первоначального наблюдения. Очень большая матрица Карла Дж. Янски Национального научного фонда уже обнаружила свидетельства наличия двух пар струй в виде радиоизлучения, которые совпадают с полостями.

Квартет полостей

Как создавался этот квартет полостей? Наиболее вероятный ответ, согласно Убертози и его коллегам, заключается в том, что RBS 797 содержит пару сверхмассивных черных дыр, которые почти одновременно запускали струи в перпендикулярных направлениях.

«Наша лучшая идея состоит в том, что одна пара сверхмассивных черных дыр привела к паре двух полостей, — сказала Мириам Гитти, соавтор также из Болонского университета. — Хотя мы думаем, что сверхмассивные черные дыры могут образовывать двойные системы, они крайне редко наблюдаются в активной фазе — в этом смысле открытие двух близких активных черных дыр, надувающих полости в RBS 797, является необычным».

Действительно, ранее радионаблюдение с помощью Европейской РСДБ-сети (EVN) обнаружило два точечных радиоисточника, разделенных всего примерно на 250 световых лет в RBS 797. Если оба источника являются сверхмассивными черными дырами, они являются одной из самых близких пар, когда-либо обнаруженных. Две черные дыры должны продолжать вращаться по спирали навстречу друг другу, генерируя огромное количество гравитационных волн, и в конечном итоге слиться.

Есть еще одно возможное объяснение четырех полостей, замеченных в RBS 797. Этот сценарий включает только одну сверхмассивную черную дыру — со струями, которым каким-то образом удается довольно быстро поворачиваться в направлении. Анализ данных Chandra показывает, что разница в возрасте для полостей восток-запад и север-юг составляет менее 10 миллионов лет.

«Если есть только одна черная дыра, ответственная за эти четыре полости, то нам придется проследить историю ее активности. Ключевые аспекты заключаются в том, как быстро менялась ориентация джетов, и связано ли это со средой скопления галактик или с физикой самой черной дыры — или даже с комбинацией того и другого », — сказал Фабрицио Бригенти, соавтор из Болонского университета.

Черная дыра поглощает звезду в 7800 световых годах от Земли

Читайте обзоры: