Íàéäåíà ñàìàÿ òÿæåëàÿ ïàðà ÷åðíûõ äûð âî Âñåëåííîé — îíè òàê âåëèêè, ÷òî íå ìîãóò ñòîëêíóòüñÿ è ñîåäèíèòüñÿ / R&D.CNews

Äâå ñâåðõìàññèâíûå ÷åðíûå äûðû, êðóæàùèåñÿ âíóòðè äàëåêîé «èñêîïàåìîé» ãàëàêòèêè, ÿâëÿþòñÿ ñàìîé òÿæåëîé äâîéíîé ÷åðíîé äûðîé èç êîãäà-ëèáî îáíàðóæåííûõ. Îáùàÿ ìàññà òàêîãî «äóýòà» ýêâèâàëåíòíà 28 ìèëëèàðäàì ìàññ íàøåãî Ñîëíöà. Îáùàÿ ìàññà ÷åðíûõ äûð íàñòîëüêî âåëèêà, ÷òî îíè îòêàçûâàþòñÿ ñòàëêèâàòüñÿ è ñëèâàòüñÿ.

Äâîéíàÿ ÷åðíàÿ äûðà, âñòðîåííàÿ â «èñêîïàåìóþ» ãàëàêòèêó B2 0402+379, ñîñòîèò èç ïàðû ãèãàíòñêèõ ñâåðõìàññèâíûõ ÷åðíûõ äûð, âðàùàþùèõñÿ äðóã âîêðóã äðóãà íà ðàññòîÿíèè âñåãî 24 ñâåòîâûõ ãîäà, ÷òî äåëàåò èõ åùå è ñàìîé áëèçêî ðàñïîëîæåííîé ïàðîé ÷åðíûõ äûð. 

Îäíàêî, íåñìîòðÿ íà ñâîþ êðàéíþþ áëèçîñòü, ìîíñòðû-áëèçíåöû çàïåðòû â îðáèòàëüíîì ïîäâåøåííîì ñîñòîÿíèè: îíè áîëüøå íå ïðèáëèæàþòñÿ äðóã ê äðóãó è ïîâòîðÿþò îäèí è òîò æå áåñêîíå÷íûé òàíåö óæå áîëåå 3 ìèëëèàðäîâ ëåò. Àñòðîíîìû äî ñèõ ïîð íå óâåðåíû, ïðîäîëæèòñÿ ëè ýòîò «áàëåò» ÷åðíûõ äûð äàëüøå èëè âñå-òàêè çàêîí÷èòñÿ âïå÷àòëÿþùèì ñòîëêíîâåíèåì. Èññëåäîâàíèå âûøëî â Astrophysical Journal.

Õóäîæåñòâåííîå ïðåäñòàâëåíèå äâóõ ñâåðõìàññèâíûõ ÷åðíûõ äûð íà áëèçêîì ðàññòîÿíèè äðóã îò äðóãà. Èçîáðàæåíèå: NOIRLab/NSF/AURA

Îáû÷íî êàæåòñÿ, ÷òî ãàëàêòèêè ñ áîëåå ëåãêèìè ïàðàìè ÷åðíûõ äûð èìåþò äîñòàòî÷íî çâåçä è ìàññû, ÷òîáû áûñòðî èõ ñîåäèíèòü è ñòîëêíóòü. Ïîñêîëüêó ðàññìàòðèâàåìàÿ ïàðà î÷åíü òÿæåëàÿ, äëÿ âûïîëíåíèÿ òàêîé ðàáîòû ïîòðåáîâàëîñü áû îãðîìíîå êîëè÷åñòâî çâåçä è ãàçà. Íî âñå-òàêè îáíàðóæåííûì ÷åðíûì äûðàì ïðèøëîñü çàìåðåòü â ýòîì ñîñòîÿíèè. 

Êàê ïðàâèëî, ÷åðíûå äûðû ðîæäàþòñÿ â ðåçóëüòàòå êîëëàïñà çâåçä-ãèãàíòîâ è ðàñòóò, ïîãëîùàÿ âñå, ÷òî îêàçûâàåòñÿ ñëèøêîì áëèçêî, áóäü òî ãàç, ïûëü, çâåçäû èëè äðóãèå ÷åðíûå äûðû. Îäíàêî îòêóäà âçÿëèñü ñàìûå ïåðâûå ÷åðíûå äûðû, äî ñèõ ïîð îñòàåòñÿ çàãàäêîé.

Ñóùåñòâóþùèå ìîäåëè «êîñìè÷åñêîãî ðàññâåòà» — ïåðâîãî ìèëëèàðäà ëåò ñóùåñòâîâàíèÿ Âñåëåííîé — ïðåäïîëàãàþò, ÷òî ÷åðíûå äûðû ðîäèëèñü èç êëóáÿùèõñÿ îáëàêîâ õîëîäíîãî ãàçà è ïûëè, êîòîðûå ñëèëèñü è ïðåâðàòèëèñü â çâåçäû, ïðè÷åì íàñòîëüêî ìàññèâíûå, ÷òî îíè áûëè îáðå÷åíû íà áûñòðûé êîëëàïñ. Ïîñëå ðîæäåíèÿ ýòè ÷åðíûå äûðû ñòàíîâèëèñü âñå áîëüøå è îñòàâëÿëè ðàñòóùèå øëåéôû ãàçà, êîòîðûå â êîíå÷íîì èòîãå ïðåâðàòèëèñü â ïåðâûå çâåçäû êàðëèêîâûõ ãàëàêòèê.

Àñòðîíîìû ïðåäïîëàãàþò, ÷òî ïî ìåðå ðîñòà Âñåëåííîé ÷åðíûå äûðû âíóòðè ýòèõ êàðëèêîâûõ ãàëàêòèê áûñòðî îáúåäèíÿëèñü ñ äðóãèìè, îáðàçóÿ åùå áîëåå êðóïíûå ñâåðõìàññèâíûå ÷åðíûå äûðû, à âìåñòå ñ íèìè — è áîëåå êðóïíûå ãàëàêòèêè.

×òîáû íàéòè ïàðó ïî÷òè ñëèâàþùèõñÿ ÷åðíûõ äûð, àñòðîíîìû èçó÷èëè àðõèâíûå äàííûå, ñîáðàííûå òåëåñêîïîì Gemini North íà Ãàâàéÿõ. Îíè èñïîëüçîâàëè ñïåêòðîãðàô òåëåñêîïà (GMOS), ÷òîáû ðàçäåëèòü ñâåò çâåçä íà îòäåëüíûå öâåòà, è îáíàðóæèëè ñâåò, èñõîäÿùèé îò ñîëíö, óñêîðÿþùèõñÿ âîêðóã ÷åðíûõ äûð.

Òàê àñòðîíîìû îáðàòèëè âíèìàíèå íà B2 0402+379 — «èñêîïàåìîå ñêîïëåíèå», êîòîðîå îáðàçîâàëîñü, êîãäà öåëîå ñêîïëåíèå ãàëàêòèê, ñîñòîÿùåå èç çâåçä è ãàçà, îáúåäèíèëîñü â îäíó ãèãàíòñêóþ ãàëàêòèêó.

Âûñîêàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü GMOS ïîçâîëèëà ñîñòàâèòü êàðòó óâåëè÷åíèÿ ñêîðîñòè çâåçä ïî ìåðå ïðèáëèæåíèÿ ê öåíòðó ãàëàêòèêè. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ïîëó÷èëîñü îïðåäåëèòü îáùóþ ìàññó íàõîäÿùèõñÿ òàì ÷åðíûõ äûð.

Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ÷åðíûå äûðû âíóòðè ñëèâàþùèõñÿ ãàëàêòèê îáúåäèíÿþòñÿ, âûõîäÿ íà îðáèòó âîêðóã äðóã äðóãà è â êîíå÷íîì èòîãå ñáëèæàÿñü, ïîñêîëüêó èõ òàíåö ðàññåèâàåò óãëîâîé ìîìåíò çà ñ÷åò óñêîðåíèÿ áëèçëåæàùèõ çâåçä. Êîãäà ïàðà ñáëèæàåòñÿ, ãðàâèòàöèîííûå âîëíû óíîñÿò äîñòàòî÷íî ýíåðãèè, ÷òîáû ÷åðíûå äûðû çàìåäëèëèñü è ñëèëèñü.

Íî ïðè ýòîì ó÷åíûå íèêîãäà íå íàáëþäàëè òàêîãî ÿâëåíèÿ ñî ñòîðîíû äâóõ ÷åðíûõ äûð. Ñëèÿíèå æå ÷åðíûõ äûð â B2 0402+379 òàê è íå ïðîèçîøëî íà ïðîòÿæåíèè ïîñëåäíèõ 3 ìèëëèàðäîâ ëåò. Èññëåäîâàòåëè ïîëàãàþò, ÷òî ýòî ñëåäñòâèå òîãî, ÷òî ãèãàíòñêàÿ ïàðà íàñòîëüêî ìàññèâíà, ÷òî íè÷òî íå ìîæåò çàìåäëèòü åå.

Òåïåðü àñòðîíîìû îæèäàþò äàëüíåéøèõ èññëåäîâàíèé ÿäðà B2 0402+379, èç êîòîðûõ áóäåò ïîíÿòíî, ñêîëüêî ãàçà â íåì ïðèñóòñòâóåò. Ýòî äîëæíî äàòü áîëüøå èíôîðìàöèè î òîì, ñìîãóò ëè ñâåðõìàññèâíûå ÷åðíûå äûðû â êîíå÷íîì èòîãå ñëèòüñÿ èëè æå îíè îñòàíóòñÿ «ñàìîñòîÿòåëüíûìè».