Астрономи откриха за първи път три свръхмасивни черни дупки в една и съща галактика

Международен екип от астрономи, ръководен от Института „Макс Планк" за извънземна физика, е идентифицирал три активно поглъщащи материя свръхмасивни черни дупки в една и съща галактика. Материята пада в черните дупки от заобикалящите ги акреционни дискове. Акреционният диск представлява структура от разпръсната материя в орбитално движение, която се образува около масивен астрономически обект като черна дупка или неутронна звезда, в резултат на гравитационно привличане и натрупване на газ и прах.

Галактиката J0148-4214 се намира на разстояние от над 12,5 милиарда светлинни години от Земята. На това разстояние става очевидно разширяването на самото пространството. Поради тази причина галактиката изглежда сякаш се отдалечава от нас. Учените обясняват, че тя е толкова далече, че светлината й е пътувала в продължение на 12,5 милиарда години и затова виждаме галактиката такава, каквато е изглеждала само около 1,2 милиарда години след Големия взрив.

„Това е първото доказателство за наличието на три активни черни дупки в една и съща галактика в далечната Вселена", казва Хана Юблер, водещ автор на изследването.

Две от тях се намират в центъра на галактиката и са разделени само от 620 светлинни години в проекция. Трета черна дупка се намира във външната част на галактиката, на разстояние от около 5 500 светлинни години от центъра.

„Това подсказва, че процесите в ранната Вселена активно са сближавали масивни черни дупки, подготвяйки почвата за сливания между тях, които очакваме да засечем с бъдещите обсерватории за гравитационни вълни", казва Юблер.

Теориите за еволюцията на галактиките - основани на наблюдения, предполагат, че в началото на историята на Вселената галактиките са се доближавали много една до друга и са се сливали. В този процес е настъпвало и сливане на черните дупки в центровете им, като така те са ставали още по-масивни. Изследователите са идентифицирали черните дупки чрез техните спектрални отпечатъци.

Направеният анализ показва, че масите на черните дупки са приблизително 80 милиона, 0,6 милиона и 2 милиона слънчеви маси. Най-масивната черна дупка поглъща материя с по-ниска скорост в сравнение с близката черна дупка с маса 0,6 милиона слънчеви маси, която активно се захранва. В процеса тя дори надхвърля максималната скорост на поглъщане, предсказана от основните теории за растежа на черните дупки.

„Благодарение на данни от космическия телескоп „Джеймс Уеб" не само успяхме да идентифицираме трите черни дупки, но и да оценим техните маси, скоростите на поглъщане на материя и звездната маса на галактиката. Установихме обща звездна маса от около 1,3 милиарда слънчеви маси, като черните дупки съставляват значителна част от нея", казва д-р Джовани Мацолари от изследователския екип.

Очаква се централната двойка черни дупки да се слее в рамките на следващите няколкостотин милиона години.

„Тези резултати са изключително вълнуващи. Те показват, че сливането на черни дупки може да е допълнителен път за бързото им нарастване в ранната Вселена", отбелязва съавторът на изследването Роберто Майолино от Университета на Кембридж.

Третата черна дупка може да е остатък от предишно сливане, да е била изместена от центъра в резултат на гравитационно оттласкване или в момента да мигрира навътре.