Серія спалахів від активного галактичного ядра показує обертання двох надмасивних чорних дір в центрі галактики OJ287.
Міжнародній групі астрономів вдалося підтвердити існування системи з двох близько розташованих надмасивних чорних дір в центрі галактики OJ287. Масивні структури розташовані так близько, що на знімках зливаються в одну яскраву точку, але їх «видали» різні види електромагнітних сигналів.
OJ287 знаходиться в сузір’ї Рака на відстані близько 5 млрд світлових років від Землі. Вона являє собою квазар — яскраве і активне джерело електромагнітного випромінювання. Вважається, що світіння формується, коли надмасивна чорна діра галактики пожирає речовину з акреційного диска. Частина матерії видавлюється в потужний струмінь. Цей процес змушує галактичне ядро яскраво світитися.
Галактика була відкрита в 1888 році, і астрономи давно підозрювали, що це може бути система з двома чорними дірами в центрі. Більше 40 років тому дослідники з Університету Турку помітили, що в емісії активного галактичного ядра OJ287 є закономірність, яка має два цикли: 12 років і 55 років. Астрономи припустили, що зміни пов’язані з двома типами руху: короткий цикл — обертання чорних дір один навколо одного; довгий — повільна зміна орієнтації орбіти обертання.
Художня ілюстрація двох надмасивних чорних дір в центрі OJ287. Зображення: AAS 2018
Роки спостережень виявили спалахи, які відбуваються, коли одна чорна діра пірнає крізь акреційний диск іншої. Це нагріває пил і газ диска і створює драматичні спалахи енергії в електромагнітному спектрі. Ці спалахи яскравіше трильйона зірок і тривають близько двох тижнів. Однак тепер дослідники спостерігали два ще більш незвичайні і набагато коротші спалахи в подвійній системі, що прямо підтверджує існування двох чорних дір.
Під час спостережень 2021-2022 років дослідники під керівництвом астронома з Ягеллонського університету в Кракові побачили спалах, який виробив в 100 разів більше світла, ніж ціла галактика. Він тривав всього один день. Одночасно телескоп НАСА «Фермі» зафіксував другий, настільки ж короткий спалах гамма-випромінювання. Попередні дослідження втрачали цей вид активності.
Дослідники підрахували, що менша чорна діра в OJ 287 приблизно в 150 млн разів перевищує масу нашого Сонця. Перший гігантський спалах стався через те, що в цю маленьку чорну діру влився новий газ, що призвело до формування струменя матеріалу (джета). Незабаром після цього ця менша чорна діра пройшла через акреційний диск масивної чорної діри, маса якої в 18 млрд разів перевищує масу нашого Сонця. Джет взаємодіяв з диском, створюючи гамма-спалах, виявлений телескопом Фермі.
Взяті разом, ці два спалахи остаточно підтверджують, що OJ 287 повинна бути системою подвійної чорної діри, в якій менший об’єкт регулярно проходить через газовий диск свого більшого сусіда.