Двойная звезда в соседней галактике оказалась парой сверхмассивных черных дыр

Рассматривая снимки туманности Андромеды, сделанные Космической рентгеновской обсерваторией Chandra, и фотографии с наземных телескопов на Гавайях и в Калифорнии, астрономы NASA изучили загадочный объект на заднем плане. Этот источник излучения, известный под названием LGGS J004527.30+413254.3, оказался парой сверхмассивных черных дыр, расположенных в рекордной близости друг от друга. Научная статья, которая появится в Astrophysical Journal, доступна онлайн на сайте препринтов arXiv.

Объект LGGS J004527.30+413254.3 (J0045+41 для краткости) считался расположенным в ближайшей к Млечному Пути галактике — M31. Она расположена в 2,5 миллиона световых лет от нас и известна как туманность Андромеды. Объект классифицировали как систему из двух звезд с периодом обращения в 80 дней. Однако, когда ученые обратили внимание на этот случайно попавший в кадр объект, выяснилось, что он находится не в соседней галактике, а в тысячу раз дальше от Земли. Более того, источник излучения оказался парой сверхмассивных черных дыр, которые расположены на самом близком расстоянии друг от друга среди всех известных подобных пар и имеют период обращения от 80 до 320 дней.

Ключом к разгадке послужил снимок космического рентгеновского телескопа Chandra, благодаря которому стало понятно, что так сильно излучать может либо пара из нейтронной звезды и черной дыры в галактике M31, либо пара двух черных дыр на расстоянии 2,6 миллиардов световых лет от нас. Данные других, на этот раз наземных, телескопов: Gemini North, построенного на потухшем вулкане Мауна-Кеа на Гавайях, и Паломарской обсерватории в Сан-Диего — подтвердили вторую версию.

Дистанция между обращающимися друг вокруг друга черными дырами всего в несколько сотен раз превышает расстояние между Землей и Солнцем, а масса этой пары примерно в 200 миллионов раз больше, чем масса нашей звезды. Однако точно «взвесить» эти черные дыры пока не удалось. Эти данные можно было бы получить с помощью регистрации гравитационных волн. Зная это, можно будет точнее определить, через какой промежуток времени пара сольется в одну большую черную дыру. Сейчас время до этого события оценивается учеными как промежуток «от 350 до 360 000 лет».