Астрономы впервые наблюдали «затмение» с участием двух сверхмассивных чёрных дыр

Обсерватория TESS, предназначенная для поиска экзопланет методом транзита, добавила в свой послужной список наблюдение за парой сверхмассивных чёрных дыр. Эти объекты расположены в центре галактики OJ 287 и поистине грандиозны. Масса более крупного компаньона составляет около 18 миллиардов солнечных, а более мелкого — 150 миллионов. «Мелким» его можно назвать весьма условно — он в 40 раз массивнее чёрной дыры, находящейся в центре Млечного Пути.

Несмотря на внушительное расстояние до галактики OJ 287 — это около 4 миллиардов световых лет — замечена она была впервые ещё в 1887 году. Правда, открыли её случайно и, разумеется, в то время никто не мог предположить, что это за объект. Но перепады в яркости наблюдали уже тогда. И это позволило собрать большой массив данных. В частности, удалось определить, что всплески яркости происходят с периодичностью в 12 лет.

Со временем удалось выяснить, что наблюдаемый объект — активная сверхмассивная чёрная дыра, поглощающая много материала. Более того, она имеет характеристики блазара, то есть релятивистская струя, выбрасываемая из района над полюсами, направляется в сторону Земли. Это и обеспечивает большую яркость объекта (излучает не сама чёрная дыра, а разогретый до невероятных температур аккреционный диск).

Несколько десятилетий назад учёные выдвинули предположение, что яркость колеблется с известным периодом из-за взаимодействия с другой чёрной дырой. Расчеты показали, что компаньон, чья орбита находится под углом к аккреционному диску, по пути «прошивает» его, нарушая целостность и вызывая вспышки. Но разрешающей возможности инструментов не хватает, чтобы увидеть отдельно эти две чёрные дыры.

Тогда астрономы обратились к помощи TESS. За несколько лет до предполагаемого пересечения с аккреционным диском было определено точное окно, когда это событие произойдёт. В предполагаемый отрезок времени проводились наблюдения, и удалось зафиксировать изменение излучения из центра OJ 287.

Примерно на 12 часов изменился цвет и поляризация сигнала. Это позволило предположить, что наблюдалось не просто пересечение меньшей чёрной дырой аккреционного диска, но и своеобразное «затмение» — релятивистская струя от этого компаньона затмила на короткое время излучение от более крупного объекта.

Таким образом, впервые на практике удалось доказать существование пар сверхмассивных чёрных дыр. Ранее на это указывали лишь косвенные признаки, пусть и весьма убедительные. Также астрономы показали способность к точному прогнозированию кратковременных транзитных событий. Теперь авторы исследования рассчитывают зарегистрировать гравитационные волны, которые должны исходить от этой пары объектов.