Загадка галактики OJ 287: новое изображение двойной чёрной дыры

Более 150 лет галактика OJ 287 и её загадочные колебания яркости, наблюдаемые на расстоянии пяти миллиардов световых лет, будоражат умы астрономов. Учёные предполагают, что в её центре происходит слияние двух сверхмассивных чёрных дыр.

Недавно международная исследовательская группа под руководством доктора Эфталии Траяну из Гейдельбергского университета смогла получить детальное изображение ядра этой галактики. Революционный снимок, сделанный с помощью космического радиотелескопа, впервые показал сильно искривлённый участок джета — струи плазмы, вырывающейся из центра галактики. Это открытие проливает свет на экстремальные условия, существующие в окрестностях сверхмассивных чёрных дыр.

Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Активное ядро и загадочные джеты

Ядро галактики OJ 287 относится к классу блазаров — объектов с чрезвычайно высокой активностью и яркостью. Источником их энергии служат сверхмассивные чёрные дыры, которые поглощают окружающее вещество и выбрасывают его часть в виде мощных плазменных струй. Эти джеты состоят из космического излучения, раскалённой плазмы, тяжёлых атомов и магнитных полей.

«Раньше нам никогда не удавалось рассмотреть структуру галактики OJ 287 с таким уровнем детализации», — подчёркивает доктор Траяну, работающая в группе доктора Романа Голда в Междисциплинарном центре научных вычислений Гейдельбергского университета.

Новый снимок, проникающий глубоко в центр галактики, демонстрирует необычно изогнутую, лентообразную структуру джета. Это открытие даёт новые данные о составе и поведении плазменной струи. В некоторых областях температура превышает десять триллионов градусов Кельвина — свидетельство колоссального энерговыделения вблизи чёрной дыры.

Шоковые волны и загадочные всплески

Исследователи также зафиксировали формирование, распространение и столкновение новой ударной волны вдоль джета. Они связывают её с энергией в триллионы электрон-вольт, зарегистрированной в 2017 году при необычном гамма-всплеске.

Телескоп размером с орбиту Земли

Изображение в радиодиапазоне было получено с помощью наземно-космического радиоинтерферометра, объединившего орбитальный радиотелескоп (десятиметровую антенну миссии Радиоастрон на спутнике Спектр-Р) и сеть из 27 наземных обсерваторий по всему миру.

Благодаря этому учёные создали виртуальный телескоп с диаметром, в пять раз превышающим размеры Земли. Его рекордное разрешение стало возможным благодаря большому расстоянию между отдельными радиотелескопами. Метод интерферометрии, использованный при создании изображения, основан на волновой природе света и интерференции электромагнитных волн.

Ключ к пониманию слияния чёрных дыр

Полученные данные подтверждают гипотезу о существовании двойной сверхмассивной чёрной дыры в центре OJ 287. Они также помогают понять, как движение чёрных дыр влияет на форму и направление плазменных струй.

«Особые свойства этой галактики делают её идеальным объектом для изучения слияний чёрных дыр и связанных с ними гравитационных волн», — отмечает Эфталия Траяну.

В исследовании приняли участие учёные из Германии, Италии, России, Испании, Южной Кореи и США.