Ці дивовижні небесні об’єкти були виявлені завдяки ледь помітним коливанням радіовипромінювання, зібраним телескопами, розташованими як на Землі, так і у відкритому космосі. Вони замкнені в орбітальному танці, який триває 12 земних років, і знаходяться на відстані приблизно 5 мільярдів світлових років від нашої планети. Уявіть собі цю колосальну дистанцію — світло від них подорожувало до нас стільки часу, скільки існувала Земля у нинішньому вигляді!
На отриманих зображеннях видно, як менша чорна діра викидає струмінь частинок, що рухаються зі швидкістю, близькою до світла, закручуючись у вихор, ніби шланг, що обертається, або собачий хвіст, що виляє. Її старша сестра, що породжує значно потужніший космічний фонтан, відомий як блазар OJ287, є справжнім надмасивним велетнем. Її маса приблизно у 18 мільярдів разів перевищує масу нашого Сонця – це масштаби, що виходять за межі людської уяви. Дослідники оприлюднили свої вражаючі результати 9 жовтня у поважному виданні «The Astrophysical Journal».
Маурі Валтонен, астроном з Університету Турку у Фінляндії та провідний автор дослідження, зазначив у своїй заяві: “Вперше нам вдалося отримати знімок двох чорних дір, що обертаються одна навколо одної. На цьому зображенні ці гравітаційні велетні ідентифікуються за інтенсивними струменями частинок, які вони випромінюють. Самі чорні діри абсолютно невидимі, але їх можна виявити за цими потужними викидами або за сяючим газом, що оточує їх.”
Загадка Чорних Дір та Блазарів
Чорні діри — це одні з найзагадковіших об’єктів у Всесвіті. Вони народжуються внаслідок гравітаційного колапсу надзвичайно масивних зірок і зростають, невпинно поглинаючи газ, пил, зірки та навіть інші чорні діри. Гравітація цих об’єктів настільки потужна, що ніщо, навіть світло, не може покинути їх, якщо перетне певну межу, відому як горизонт подій. Для деяких із цих ненаситних розривів простору-часу тертя спричиняє нагрівання матеріалу, що спірально падає в їхні пащі, та випромінювання світла, яке можна виявити за допомогою телескопів, перетворюючи їх на так звані активні галактичні ядра (АГЯ). Ці ядра розташовані в центрах багатьох галактик і є джерелом їхньої неперевершеної яскравості.
Найбільш екстремальні АГЯ відомі як квазари — надмасивні чорні діри, що в мільярди разів масивніші за Сонце. Вони розривають свої газові кокони, випускаючи спалахи світла, що в трильйони разів яскравіші за найяскравіші зорі. Коли ці потужні струмені спрямовані прямо до лінії зору Землі, їх називають блазарами. OJ287, таким чином, є особливим типом квазара, чиї випромінювання мають пряме направлення до нас.
Історія Спостережень та Технологічний Прорив
Астрономи раніше вже отримували зображення надмасивних гігантів у центральній частині нашої рідної галактики Чумацький Шлях, де знаходиться Стрілець A*, і в сусідній галактиці Мессьє 87, де розташована перша чорна діра, яку вдалося сфотографувати. Багато свідчень, зокрема виявлення гравітаційних хвиль, також підтверджували існування подвійних чорних дір та їхніх злиттів. Проте, попри давні припущення про те, що OJ287 містить пару, яка обертається, телескопам не вистачало роздільної здатності, аби відокремити їх від єдиної світлової точки.
Цікаво, що спостереження за OJ287 сягають часів, коли астрономи ще навіть не підозрювали про існування чорних дір. Її напівперіодичні спалахи інтенсивності були зафіксовані на фотопластинках кінця XIX століття, які використовувалися для вивчення прилеглих космічних об’єктів. Повторний аналіз даних з цих пластинок та подальших спостережень у 1980-х роках привів астрономів до припущення, що регулярні затемнення та освітлення системи спричинені двома чорними дірами на орбіті. Фінський університет Турку, де працює Маурі Валтонен, є відомим науковим центром, який робить значний внесок у світову астрономію.
Для отримання візуальних підтверджень вчені скористалися радіозображенням, отриманим мережею, до якої входив супутник RadioAstron, або Спектр-Р — російський науковий апарат, який ніс на борту радіотелескоп і працював з 2011 по 2019 рік.
“Радіоантена супутника простягалася на половину відстані до Місяця, що значно покращило роздільну здатність зображення,” — пояснив Валтонен. “В останні роки ми могли використовувати лише наземні телескопи, де якість зображення не така висока.”
Погляд у Майбутнє
Порівнюючи особливості нового зображення з попередніми розрахунками, дослідники змогли розрізнити два компоненти, що відповідали струменям кожної чорної діри, які з’явилися саме там, де їх передбачала теорія. Це стало вирішальним підтвердженням моделі. Однак, деякі невизначеності все ще існують: вчені застерігають, що два струмені на зображенні можуть перекриватися, а це означає, що можливість існування лише однієї чорної діри поки не можна повністю виключити.
“Коли роздільна здатність, близька до тієї, що була забезпечена RadioAstron, буде досягнута знову в майбутньому… тоді можна буде підтвердити “помахування хвостом” вторинної чорної діри,” — написали вони, вказуючи на подальші напрямки досліджень та перспективи для наступних відкриттів у цьому захопливому розділі астрономії.
