Астрономи вперше безпосередньо зобразили пару надмасивних чорних дір, розділених менш ніж одним парсеком — це рекордно тісна подвійна система такого типу з усіх відомих. Відкриття зроблено за допомогою мережі радіотелескопів Very Long Baseline Array (VLBA) у галактиці NGC 5044, яка є центральною галактикою групи, що світиться найяскравіше в рентгенівському діапазоні серед подібних скупчень галактик.
Подвійні активні ядра галактик (АЯГ) — це системи з двома надмасивними чорними дірами в одній галактиці, які одночасно поглинають навколишній газ і випромінюють енергію. Такі об'єкти вважаються ключовими для розуміння того, як галактики зливаються й еволюціонують з часом, а також є головними кандидатами для експериментів з пошуку низькочастотних гравітаційних хвиль.
Що саме побачили
Спостереження проводили на чотирьох частотах — 4,9, 8,4, 15,2 та 23,6 гігагерц. У кожному з цих діапазонів у центрі NGC 5044 виявили два окремих компактних джерела радіовипромінювання. Обидва демонструють "плоский" спектр і змінюють яскравість з часом — типові ознаки активного акреційного процесу навколо чорної діри.
Відстань між двома джерелами становить лише 0,38 парсека — приблизно 1,2 світлового року. Для порівняння: це набагато менше за відстань між Сонцем і найближчою до нас зорею. Раніше єдина пряма і надійна фотографія подвійної АЯГ на масштабі парсека показувала систему з набагато більшою відстанню між компонентами. Нова пара тісніша за той рекорд приблизно на порядок.
Що було відомо раніше
NGC 5044 вже привертала увагу астрономів через свої радіоджети — вузькі струмені випромінювання, що виходять з активного ядра. Ці джети розташовані майже перпендикулярно до двох старіших спалахів активності, зафіксованих раніше в цій же галактиці. Таку геометрію було складно пояснити без припущення, що вісь джета основної чорної діри з часом кардинально змінила напрямок.
Загалом подвійні АЯГ — надзвичайно рідкісне явище для спостережень. До появи цієї роботи було підтверджено лише кілька систем із відстанню між компонентами в кілька сотень парсеків. І тільки одна пара — в еліптичній галактиці в центрі скупчення галактик — була безпосередньо і візуально підтверджена на масштабі одного парсека.
Чому це важливо
Нове відкриття дає інше пояснення дивній геометрії джетів у NGC 5044: старіші спалахи активності могли бути результатом роботи не основної, а другої, вторинної чорної діри. У такому разі не потрібно вигадувати механізм переорієнтації осі джета головного ядра — досить визнати, що в галактиці одночасно діють два незалежних джерела випромінювання.
Старіші спалахи активності могли бути викликані джетами саме вторинного ядра — без потреби пояснювати їх переорієнтацією осі джета основної чорної діри
Системи з відстанню між чорними дірами менше парсека — це передостанній етап перед фінальним злиттям, коли пара вже перебуває на межі режиму, доступного для реєстрації гравітаційно-хвильовими експериментами. Пряме зображення такої тісної пари дає рідкісну можливість перевірити, як виглядає еволюція подвійної системи чорних дір безпосередньо перед злиттям.
Автори також зазначають, що порівняння з іншими подібними об'єктами вказує на масивні еліптичні галактики в центрах скупчень галактик як перспективні цілі для подальшого пошуку подвійних надмасивних чорних дір. Дослідження опубліковане як препринт на arXiv, дані отримані за допомогою мережі радіотелескопів VLBA (Very Long Baseline Array).
