Галактика 2MASX J21240027+340911 уже около десяти лет известна своим активным ядром. Всё это время (и до этого) в её центре сверхмассивная чёрная дыра поглощала межзвёздный материал, газ или пыль, оказавшиеся слишком близко. Однако недавно астрономы обнаружили повторяющийся сигнал, исходящий от этого объекта, который указывал на более сложную картину: в ядре галактики находятся не одна, а целых две сверхмассивные чёрные дыры, которые «делят трапезу» на двоих.
Сверхмассивные чёрные дыры имеют совокупную массу, в 40 миллионов раз превышающую массу Солнца, и находятся на расстоянии около одного светового дня друг от друга — примерно 26 миллиардов километров (16 миллиардов миль). Их столкновение неизбежно через приблизительно 70 тысяч лет, а их орбиты сближаются каждые 130 дней. Именно это орбитальное движение вызвало повторяющееся явление, которое и наблюдали учёные.
«Это очень необычное событие, называемое AT 2021hdr, которое повторяется каждые несколько месяцев, — пояснила ведущий автор исследования Лорена Эрнандес-Гарсия (Lorena Hernández-García), астрофизик из Института астрофизики Миллениума и Университета Вальпараисо в Чили. — Мы считаем, что чёрные дыры окутало облако газа. По мере того как они вращаются вокруг друг друга, чёрные дыры взаимодействуют с этим облаком, нарушая его структуру и поглощая его газ. Это создаёт колеблющийся световой сигнал, исходящий от системы.»
Вспышка впервые была зафиксирована Обсерваторией Паломар в рамках проекта ZTF (Zwicky Transient Facility), возглавляемого учёными из Калифорнийского технологического института. Обсерватория продолжала фиксировать событие каждые 60-90 дней, после чего его наблюдения были продолжены с помощью телескопа Swift NASA.
«Хотя изначально эту вспышку приняли за сверхновую, события 2022 года заставили нас задуматься о других объяснениях, — отметила соавтор исследования Алехандра Муньос-Арансибия (Alejandra Muñoz-Arancibia) из Института астрофизики Миллениума и Центра математического моделирования Университета Чили. — Каждое последующее событие помогало нам уточнять нашу модель происходящего в этой системе.»
Команда рассматривала несколько возможных сценариев. Это могло быть обычным явлением для активного ядра галактики. Другой вариант — звезда, оказавшаяся слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре, была разорвана на части и постепенно поглощалась. Однако наиболее убедительным объяснением стало наличие пары сверхмассивных чёрных дыр, окружённых облаком газа, которые устраивают пиршество, вращаясь друг вокруг друга.
Команда планирует продолжить наблюдения за этим событием, чтобы более точно моделировать происходящее, а также изучить галактику-хозяина, которая сейчас переживает слияние. Эта галактика находится на расстоянии 1 миллиарда световых лет от Земли.
Статья была опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.
