Изогнутый джет «намекнул» на слияние черных дыр в далекой галактике

Чтобы добраться до нашей планеты, свету от галактики OJ 287 потребовалось около пяти миллиардов лет. Впервые ее заметили в далеком 1887 году, во время поисков малых небесных тел в Солнечной системе: поскольку галактика расположена недалеко от эклиптики (вблизи плоскости обращения Земли вокруг Солнца), в периоды яркости увидеть ее можно даже в небольшой телескоп.

Годы наблюдений выявили 12-летний цикл в яркости, соответствующий орбитальному периоду малой черной дыры, обращающейся вокруг более массивной. При очередном сближении она дважды в этом цикле проходит сквозь аккреционный диск основного космического «монстра». Выброс вещества из этого аккреционного диска и вспышка яркости в момент столкновения позволили выявить структуру системы. Поскольку помимо короткого цикла роста светимости OJ 287 имеет и вспышки с более длинным циклом, каждые 55-60 лет, то наиболее распространенным объяснением этих колебаний светимости считается периодические сближения двух черных дыр перед их слиянием.

Эту гипотезу подтвердила международная исследовательская группа под руководством Эфталии Траяну (Efthalia Traianou) из Гейдельбергского университета (Германия), предоставив самое четкое изображение внутренней области галактики за всю историю наблюдений. На снимке, полученном с помощью орбитального радиотелескопа «Спектр-Р» (миссия «Радиоастрон») и сети из 27 наземных обсерваторий, можно увидеть изогнутую структуру джета — мощной струи плазмы, вырывающейся из центра системы.

Три резких изгиба джета указали на сложные процессы в центре галактики — от изменения направления и взаимодействия с окружающей средой до нестабильностей в магнитном поле. Температура в отдельных участках струи составила 10 триллионов кельвин, что, по мнению авторов, может быть следствием ускорения частиц вблизи черной дыры, а также изменения частоты и длины волны излучения — эффекта Доплера.

Вдоль джета также зафиксировали распространение ударной волны, что оказалось связано с мощным гамма-всплеском, зарегистрированным в 2017 году: анализ данных показал, что в марте 2016-го новая структура — компонент К — прошла по джету, а взаимодействие с его неподвижной областью усилило излучение до экстремальных значений. Результаты научной работы опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics. 

Новое изображение — важная веха в изучении галактики OJ 287 и процессов, сопровождающих слияние сверхмассивных черных дыр. Хотя не все данные полностью соответствуют теоретическим моделям, эта далекая и яркая галактика укрепила статус «лаборатории гравитационных волн», позволив наблюдать предсказанные эффекты задолго до того, как их «поймают» с помощью таких детекторов, как LISA. Источник материала и фото: "Naked Science"