Ближайшая пара сверхмассивных черных дыр, обнаруженная очень большим телескопом

На этом изображении крупным планом (слева) и широко (справа) показаны два ярких ядра галактики, каждое из которых содержит сверхмассивную черную дыру, в NGC 7727, галактике, расположенной в 89 миллионах световых лет от Земли в созвездии Водолея. Каждое ядро ​​состоит из плотной группы звезд со сверхмассивной черной дырой в центре. Две черные дыры находятся на пути столкновения и образуют ближайшую пару сверхмассивных черных дыр, обнаруженных на сегодняшний день. Это также пара с наименьшим расстоянием между двумя сверхмассивными черными дырами, обнаруженными на сегодняшний день — по наблюдениям, расстояние между ними в небе составляет всего 1600 световых лет. Изображение слева было получено с помощью инструмента MUSE на Очень большом телескопе ESO (VLT) в обсерватории Паранал в Чили, а изображение справа было получено с помощью обзорного телескопа ESO VLT Survey Telescope. Предоставлено: ESO / Voggel et al .; Команда ESO / VST ATLAS. Предоставлено: Даремский университет / CASU / WFAU.

Фоггель и ее команда смогли определить массы двух объектов, глядя на то, как гравитационное притяжение черных дыр влияет на движение звезд вокруг них. Было обнаружено, что большая черная дыра, расположенная прямо в ядре NGC 7727, имеет массу почти в 154 миллиона раз больше массы Солнца, в то время как масса ее спутника составляет 6,3 миллиона солнечных масс.

Это первый раз, когда массы сверхмассивной пары черных дыр были измерены подобным образом. Этот подвиг стал возможен благодаря непосредственной близости системы к Земле и подробным наблюдениям, которые команда получила в обсерватории Паранал в Чили с помощью Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) на ESO VLT, инструменте, с которым Фоггель научился работать во время во время учебы в ESO. Измерение масс с помощью MUSE и использование дополнительных данных космического телескопа Хаббла NASA / ESA позволило команде подтвердить, что объекты в NGC 7727 действительно были сверхмассивными черными дырами.

Астрономы подозревали, что в галактике находятся две черные дыры, но они не могли подтвердить их присутствие до сих пор, поскольку мы не видим большого количества высокоэнергетического излучения, исходящего из их непосредственного окружения, которое в противном случае выдало бы их. «Наше открытие предполагает, что может быть гораздо больше этих реликвий слияния галактик, и они могут содержать множество скрытых массивных черных дыр, которые все еще ждут своего открытия», — говорит Фоггель. «Это может увеличить общее количество сверхмассивных черных дыр, известных в локальной Вселенной, на 30 процентов».

Ожидается, что поиск аналогичных скрытых пар сверхмассивных черных дыр совершит большой скачок вперед с чрезвычайно большим телескопом ESO (ELT), который начнет работать в конце этого десятилетия в чилийской пустыне Атакама. «Это обнаружение пары сверхмассивных черных дыр — только начало», — говорит соавтор исследования Штеффен Миске, астроном ESO в Чили и глава ESO Paranal Science Operations. «С прибором HARMONI на ELT мы сможем делать такие обнаружения значительно дальше, чем это возможно в настоящее время. ELT ESO будет неотъемлемой частью понимания этих объектов ».