Вес дыры

Чёрную дыру взвесили по-новому

Во Вселенной встречаются двойные системы из звёзд, которые связаны гравитацией и вращаются относительно общего центра масс. Они могут обмениваться массой между собой, тогда такая система называется тесной. Но бывают тесные двойные системы не только из звёзд, но и из чёрных дыр. Один из примеров таких систем — пара сверхмассивных чёрных дыр в центре галактики OJ 287.

Подобные системы чёрных дыр видели и раньше, однако они располагались ближе и их можно было изучать с помощью телескопов. Но понять, что происходит в центрах далёких галактик и есть ли там двойные чёрные дыры, можно только по косвенным признакам — например, по характеру вспышек, исходящих из центров их ядер. Примерно в 10% галактик наблюдаются всплески излучения в широком диапазоне. Однако такая активность в основном спонтанна и не имеет строгой периодичности, в то время как вспышки двойной системы должны быть периодичны. Именно это и помогло понять природу ядра галактики OJ 287 — всплески от неё приходили с периодом строго 12 лет, что подтверждается наблюдениями в течение более сотни лет, с 1888 года.

Вспышка появляется, когда меньшая из двух сверхмассивных чёрных дыр проходит через диск галактики. При этом происходит процесс, похожий на приливное разрушение звёзд. Малая чёрная дыра поглощает вещество диска галактики вблизи точки прохождения, это вещество нагревается и излучает энергию в широком диапазоне длин волн — от радио до рентгеновских. Как пишут в Q1 Astronomy and Astrophysics астрономы из Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга (ГАИШ МГУ), им удалось определить массу меньшей чёрной дыры из галактики OJ 287 с помощью анализа спектра вспышки, которую зарегистрировал рентгеновский телескоп XRT на борту обсерватории SWIFT. Учёные заметили, что форма спектра эволюционирует характерным для вспышек от чёрных дыр образом. Сопоставив её с другими сверхмассивными чёрными дырами и галактиками, астрономы смогли определить массу — 125 миллионов масс Солнца, полагая, что расстояние до объекта составляет порядка 1 Гигапарсека.