Во Вселенной нашли уникальный «тройной маяк» из черных дыр

Астрономы впервые подтвердили существование системы из трех активно питающихся сверхмассивных черных дыр, находящихся в трех сливающихся галактиках. Объект, известный как J1218/1219+1035, расположен примерно в 1,2 миллиарда световых лет от Земли.

Все три ядра галактик выделяются сильным радиоизлучением, что делает их настоящими «маяками» в космосе. Результаты наблюдений были опубликованы в Astrophysical Journal Letters.

Редкая тройка галактик

Система состоит из трех взаимодействующих галактик, расстояния между их центрами составляют примерно 22 и 97 тысяч световых лет. Приливные структуры и смещения газа в этих галактиках показывают, что они находятся в активной фазе слияния. Такие тройные системы крайне редки, но являются ключевым предсказанием иерархической модели эволюции галактик. Она предполагает, что крупные галактики, вроде Млечного Пути, постепенно растут за счет поглощения меньших компаньонов.

«Наблюдение за этой тройкой дает возможность увидеть, как крупные галактики и их черные дыры растут вместе», — отмечает доктор Эмма Шварцман руководитель исследования.

Радиоизлучение подтверждает активность черных дыр

Для изучения J1218/1219+1035 астрономы использовали радиотелескопы Very Large Array (VLA) и Very Long Baseline Array (VLBA). Радионаблюдения показали компактные источники синхротронного излучения в центрах всех трех галактик. Эти сигналы указывают на наличие активных галактических ядер, питаемых черными дырами, и подтверждают, что система является первой известной «тройной радио-активной» системой.

Радиоспектры показывают, что радиоизлучение в этих галактиках не связано с обычными звездами, а идет от джетов черных дыр. Два источника ведут себя так, как обычно наблюдается у активных черных дыр, а третий излучает еще сильнее на высоких частотах, что может говорить о дополнительной активности джетов.

Дополнительно наблюдения VLBA измерили «яркость» центра галактики и показали, что она слишком высокая, чтобы быть вызванной только звездами. Это подтверждает, что излучение действительно идет от черной дыры, а не от обычного звездообразования.

Как система была обнаружена

Изначально J1218/1219+1035 привлекла внимание по данным инфракрасного телескопа WISE. Среднеинфракрасные наблюдения показали наличие как минимум двух скрытых активных ядер. Последующие оптические спектры подтвердили активность одного ядра и выявили композитный сигнал второго. Третья галактика оставалась загадкой, так как ее излучение могло быть связано со звездообразованием или ударными волнами. Только радионаблюдения высокого разрешения выявили все три активных ядра.

«Мы перевели тройное радиоактивное активное ядро из теории в реальность и открыли новое окно в жизнь сверхмассивных черных дыр», — подчеркивает Шварцман.

Значение для науки

Системы вроде J1218/1219+1035 крайне редки — до сих пор известны лишь две другие тройные активные галактики. Их изучение помогает понять, как взаимодействуют черные дыры, как сливаются галактики и как формируются джеты, влияющие на рост и развитие галактик.

В ближайшие годы планируются наблюдения в ближнем инфракрасном и рентгеновском диапазонах для изучения приливных структур и высокоэнергетического излучения каждого ядра. Это позволит составить более полную картину редкой тройной системы и оценить частоту подобных событий в космосе.

Расширение выборки тройных активных ядер критически важно для понимания эволюции галактик. Совмещение инфракрасных наблюдений с радиосъемкой высокого разрешения оказалось эффективным способом выявления сложных систем, которые могут быть незаметны в оптическом и рентгеновском диапазонах.