Нетипичные галактики, содержащие две чёрные дыры

Новые исследования предполагают существование нестандартных галактик, содержащих в своих центрах две чёрные дыры



Учёный из Клемсонского университета объединил усилия с международной группой астрономов для выявления периодических гамма-излучений от 11 активных галактик, прокладывая путь для будущих исследований нетипичных галактик, которые могут содержать в своих центрах не одну, а две сверхмассивные чёрные дыры.

Астрономы давно считают, что в центрах большинства галактик находятся чёрные дыры. Но галактики, содержащие пару чёрных дыр, существовали лишь в теории.

Результаты исследований научной группы опубликованы в "Астрофизическом журнале" (Astrophysical Journal) 19 июня 2020 года в статье под названием "Систематический поиск периодичности гамма-излучения в активных ядрах галактик, обнаруженных космическим телескопом Ферми".

"В целом, сверхмассивные чёрные дыры характеризуются массами, составляющими более миллиона масс нашего Солнца, - говорит Пабло Пеньиль, ведущий автор исследования, аспирант Мадридского университета Комплутенсе в Испании. - Было обнаружено, что некоторые из этих сверхмассивных чёрных дыр, известных как активные ядра галактик (АЯГ), ускоряют частицы почти до скорости света в коллимированных пучках, называемых струями (джетами). Излучение этих джетов регистрируется во всём электромагнитном спектре, но основная часть их энергии выделяется в виде гамма-лучей".

Гамма-лучи, которые являются самой экстремальной формой света, обнаруживаются космическим гамма-телескопом Ферми. Активные ядра галактик характеризуются резкими и непредсказуемыми колебаниями яркости.

"Выявление регулярных закономерностей в их гамма-излучении - это всё равно что смотреть на штормящее море и искать крошечные регулярные волны, вызванные, скажем, проплывающей маленькой лодкой, - объясняет Пеньиль. - Это довольно сложно".

Команда выполнила первый трудный шаг по идентификации большого количества галактик с периодическим излучением, наблюдаемым в течение многих лет, и теперь учёные пытаются выяснить, что вызывает такое периодическое излучение в этих активных ядрах. Некоторые из возможных объяснений завораживают.

"Следующим шагом будет подготовка наблюдений с использованием других телескопов, чтобы внимательно изучить эти галактики и, надеюсь, разгадать причины периодического гамма-излучения, - сообщает соавтор Марко Аджелло, доцент кафедры физики и астрономии в Клемсонском университете. - У нас есть несколько возможных вариантов объяснений – от эффекта маяка, создаваемого струями, до модуляции излучения в потоке вещества, падающего в чёрную дыру, но одно очень интересное решение состоит в том, что периодичность создаётся парой сверхмассивных чёрных дыр, вращающихся друг относительно друга. Понимание взаимодействия этих чёрных дыр с окружающей средой будет иметь важное значение для получения полной картины формирования галактик".

Благодаря десятилетним наблюдениям с помощью телескопа Ферми, команда смогла определить повторяемость гамма-сигналов в течение нескольких лет. В среднем это излучение повторяется примерно каждые два года.

"Наше исследование представляет собой наиболее полную на сегодняшний день работу по поиску периодичности в гамма-излучении, это исследование поможет понять происхождение такого своеобразного поведения, - говорит соавтор Альберто Домингес, научный руководитель аспиранта Пеньиля в Мадриде. - Мы использовали данные девяти лет непрерывных наблюдений с полным обзором всего неба телескопом Ферми. Среди двух тысяч проанализированных активных ядер галактик всего около дюжины выделяются этим интригующим циклическим излучением".

Расширение ограниченной выборки периодических космических гамма-излучателей представляет собой важный шаг вперёд для понимания основных физических процессов в этих галактиках.

"Ранее было известно, что только два блазара демонстрируют периодические изменения яркости гамма-излучения. Благодаря нашему исследованию мы можем с уверенностью сказать, что такое поведение присутствует и в 11 других источниках, - сообщает соавтор Сара Бусон, профессор Вюрцбургского университета в Германии. - Кроме того, наше исследование обнаружило 13 других галактик с намёками на циклическое излучение. Но чтобы с уверенностью это подтвердить, нам необходимо ещё больше данных, собранных космическим телескопом Ферми".





Источник: https:// newsstand.clemson.edu/ mediarelations/ new-research-hints- at-the-presence- of-unconventional-galaxies- containing-two-black-holes/