Группа астрономов из разных стран нашла две необычные системы, в каждой из которых находятся по две сверхмассивные черные дыры. Объекты назвали Gondor (SDSS J0729+4008) и Rohan (SDSS J1536+0411). Это пары огромных масс, которые постепенно сближаются друг с другом и в будущем обязательно столкнутся, создав мощный гравитационный всплеск.
Квазары как маркеры столкновений
Ученые решили искать такие пары через квазары — это очень яркие ядра галактик, которые работают как природные маяки. Квазары светятся за счет энергии черных дыр и выбрасывают столько излучения, что их отлично видно в радиодиапазоне даже через полвселенной. Цифры показывают, что найти следы слияния черных дыр в квазарах в пять раз проще, чем пытаться выловить их в обычных галактиках.
Такая тактика помогает исследователям не просто слушать общий гул космоса, а находить конкретные точки, которые постоянно излучают гравитационные волны. Кьяра Мингарелли, которая входит в команду NANOGrav, объясняет это так:
Кьяра Мингарелли: "Мы дали науке первые четкие цели. Теперь у нас есть конкретные ориентиры, на которых можно проверять методы поиска одиночных источников гравитационных волн."
Как искали системы и почему их так назвали
Чтобы найти эти объекты, астрономы изучили 114 активных галактических ядер. Они смотрели на аккреционные диски — это раскаленные воронки из газа и пыли, которые крутятся вокруг черных дыр. Работу вели в наногерцовом диапазоне. Именно в нем специалисты проекта NANOGrav следят за пульсарами, пытаясь заметить малейшие задержки в их сигналах, которые вызывают проходящие гравитационные волны.
Имена для систем взяли из книг Толкина, но с реальным подтекстом. Систему Rohan назвали в честь Рохана Шивакумара, студента из Йеля, который первым обработал эти данные. А Gondor получил свое имя по аналогии с сигнальными огнями из книги, потому что свет квазара тоже передает информацию через огромные расстояния.
Зачем это нужно астрофизике
Наблюдение за такими парами помогает понять, как на самом деле растут и меняются галактики. Когда две большие галактики врезаются друг в друга, их центральные черные дыры начинают вращаться вокруг общего центра, постепенно сходясь. В самом конце этого процесса они выбрасывают столько энергии, что пространство-время буквально идет рябью.
Если мы сможем составить карту таких событий, это даст ответы на несколько вопросов:
- Как быстро на самом деле развиваются галактики;
- Правильно ли мы понимаем, как растут сверхмассивные черные дыры;
- Как улучшить работу детекторов, которые ловят гравитационные волны;
- Как именно распределено вещество в видимой Вселенной.
В 2023 году ученые уже зафиксировали общий гравитационный фон — это было похоже на неразборчивый гул толпы. Новые же находки позволяют услышать «отдельные голоса»: теперь мы можем разобрать массу конкретных объектов, понять, как они движутся по орбите и как далеко от нас находятся.
Часто задаваемые вопросы
Это рябь в ткани пространства-времени, возникающая в результате масштабных космических событий, таких как слияние сверхмассивных черных дыр.
Названия вдохновлены миром «Властелина колец» и символизируют идею маяков, передающих сигнал на огромные расстояния, подобно излучению квазаров.
Ученые начали использовать квазары как ориентиры, что повышает шансы обнаружить сближающиеся черные дыры в пять раз по сравнению с обычными методами.