«Это очень странное событие под названием AT 2021hdr, которое повторяется каждые несколько месяцев, — сказала Лорена Эрнандес-Гарсия, астрофизик из Института астрофизики «Миллениум», Центра трансверсальных исследований и технологий «Миллениум» по изучению сверхмассивных чёрных дыр и Университета Вальпараисо в Чили. «Мы думаем, что чёрные дыры были поглощены газовым облаком. Вращаясь вокруг друг друга, чёрные дыры взаимодействуют с облаком, возмущая его и поглощая его газ. Это создает колебательный паттерн в свете, исходящем от системы.”
Двойные чёрные дыры находятся в центре галактики под названием 2MASX J21240027+3409114, расположенной на расстоянии 1 миллиарда световых лет в северном созвездии Лебедя. Расстояние между ними составляет около 16 миллиардов миль (26 миллиардов километров), они находятся достаточно близко, чтобы свету потребовался всего один день, чтобы преодолеть это расстояние. Вместе они в 40 миллионов раз массивнее Солнца.
По оценкам учёных, чёрные дыры совершают оборот каждые 130 дней и столкнутся и сольются примерно через 70 000 лет.
AT 2021hdr был впервые обнаружен в марте 2021 года ZTF (Zwicky Transient Facility) под руководством Калифорнийского технологического института в обсерватории Паломар в Калифорнии. Он был отмечен как потенциально интересный источник ALeRCE (Automatic Learning for the Rapid Classification of Events). Эта многопрофильная команда объединяет инструменты искусственного интеллекта с человеческим опытом, чтобы сообщать астрономическому сообществу о событиях в ночном небе, используя горы данных, собранных такими программами, как ZTF.
«Хотя изначально считалось, что эта вспышка была сверхновой, события 2022 года заставили нас задуматься о других объяснениях, — сказала соавтор Алехандра Муньос-Арансибиа, член команды ALeRCE и астрофизик из Института астрофизики «Миллениум» и Центра математического моделирования при Чилийском университете. — Каждое последующее событие помогало нам уточнять нашу модель того, что происходит в системе».
С момента первой вспышки ZTF регистрировал вспышки AT 2021hdr каждые 60–90 дней.
Эрнандес-Гарсия и её команда наблюдают за источником с помощью Swift с ноября 2022 года. Swift помог им определить, что двойная звезда испускает колебания в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах с той же периодичностью, что и ZTF в видимом диапазоне.
Исследователи провели «золотую середину» между различными моделями, чтобы объяснить то, что они увидели в данных.
Изначально они думали, что сигнал может быть побочным продуктом обычной активности в центре галактики. Затем они предположили, что причиной может быть приливное разрушение — уничтожение звезды, которая подошла слишком близко к одной из чёрных дыр.
В конце концов они остановились на другой возможности — приливном разрушении газового облака, которое было больше, чем сама двойная звезда. Когда облако столкнулось с чёрными дырами, гравитация разорвала его на части, образовав нити вокруг пары, а трение начало нагревать его. Газ стал особенно плотным и горячим вблизи чёрных дыр. По мере вращения двойной звезды сложное взаимодействие сил выбрасывает часть газа из системы при каждом обороте. Эти взаимодействия создают колебания света, которые наблюдают Swift и ZTF.
Эрнандес-Гарсия и её команда планируют продолжить наблюдения за AT 2021hdr, чтобы лучше понять систему и усовершенствовать свои модели. Они также заинтересованы в изучении родной галактики AT 2021hdr, которая в настоящее время сливается с другой галактикой неподалёку — об этом событии впервые сообщается в их статье.
«По мере того, как Swift приближается к своему 20-летнему юбилею, невероятно видеть, сколько новых научных открытий он помогает сделать сообществу, — сказал С. Брэдли Ченко, главный исследователь Swift в Центре космических полётов Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. — Ему ещё многое предстоит рассказать нам о нашем постоянно меняющемся космосе».
Источник: НАСА
На изображении:
Пара гигантских чёрных дыр вращается в облаке газа на этой иллюстрации художника, изображающей AT 2021hdr — повторяющуюся вспышку, которую изучают обсерватория Нила Гехреля «Swift» НАСА и Центр транзиентных объектов Цвикки в Паломарской обсерватории в Калифорнии.
Дополнительные материалы
