Галактики растут и эволюционируют. В них сливаются миллиарды звезд, происходят интенсивные взрывы звездообразования, они сталкиваются с другими галактиками и питают сверхмассивные черные дыры в своих центрах, порождая квазары, настолько яркие, что они затмевают всю галактику-хозяина. Некоторые из этих галактик сливаются и превращаются в огромные эллиптические галактики, содержащие черные дыры в миллиарды раз массивнее нашего Солнца.
Недавно астрономы с помощью различных наземных и космических телескопов, включая Gemini North на Гавайях, обнаружили тесно связанный дуэт активно питающихся сверхмассивных черных дыр - квазары.
Являясь отличительной чертой слияния пары галактик, эти квазары представляют собой первое подтвержденное обнаружение пары сверхмассивных черных дыр в одной и той же галактической окрестности в эпоху космического полдня - периода бурного звездообразования, когда возраст Вселенной составлял всего 3 миллиарда лет.
Это слияние также представляет собой систему, находящуюся на грани превращения в гигантскую эллиптическую галактику.
Квазары на таком близком расстоянии никогда не наблюдались ранее
Астрономы знают, что в далекой Вселенной должно быть много пар сверхмассивных черных дыр, встроенных в сливающиеся галактики. Первые подсказки появились благодаря данным космического телескопа "Хаббл", который обнаружил пары близко расположенных ярких точек в ранней Вселенной.
![](assets/images/post/6455ecb1c1e7e_85-12.jpg)
Предыдущие наблюдения выявили этот тип системы на ранних стадиях слияния, когда две галактики еще можно считать отдельными образованиями.
Однако новые результаты показывают, что пара квазаров светит так близко друг к другу, на расстоянии всего 10 000 световых лет, что их первоначальные галактики-хозяева, вероятно, находятся на пути к превращению в одну гигантскую эллиптическую галактику.
Поиск пар сверхмассивных черных дыр, расположенных так близко друг к другу в эту раннюю эпоху, очень сложен. Сложность заключается в том, что большинство пар черных дыр находятся слишком близко друг к другу, чтобы их можно было различить по отдельности. Чтобы окончательно обнаружить эти системы, две сверхмассивные черные дыры должны активно расти и одновременно светить как квазары, что бывает крайне редко. По статистике, на каждые 100 сверхмассивных черных дыр только одна из них активно растет в любой момент времени.
Истинная природа системы
Чтобы проверить истинную природу системы, исследователи использовали несколько инструментов.
- Обширная база данных обсерватории Gaia ЕКА.
- Многообъектный спектрограф Gemini (GMOS) и GNIRS на телескопе Gemini North обсерватории Gemini.
- Обсерватория В. М. Кека, Очень большая решетка имени Карла Г. Янского NSF и рентгеновская обсерватория НАСА Чандра.
Данные Gaia показали, что эта система имеет явное "колебание", возможный результат спорадических изменений в активности черных дыр. GMOS и GNIRS предоставили команде независимые измерения расстояния до квазаров, подтвердив, что оба объекта являются квазарами, а не случайным выравниванием одного квазара со звездой переднего плана.
Для подтверждения этих гипотез о природе системы необходима серия телескопов, охватывающих спектр от рентгеновского до радиодиапазона. Существовала также возможность того, что это два изображения одного и того же источника, увеличенные за счет явления гравитационного линзирования.
![](assets/images/post/6455ecb1dcded_75-3.png)
Пока телескопы заглядывают в далекое прошлое, этой пары квазаров больше нет. За последние 10 миллиардов лет их родительские галактики, вероятно, слились в гигантскую эллиптическую галактику, подобную той, что наблюдается сегодня в локальной Вселенной. И два квазара слились, превратившись в гигантскую сверхмассивную черную дыру в центре.
Тем временем, однако, "мы начинаем раскрывать эту вершину айсберга первой популяции бинарных квазаров", — сказал соавтор