Астрономи виявили пару надмасивних чорних дір у Markarian 501

Астрономи виявили прямі докази того, що дві надмасивні чорні діри обертаються одна проти одної в ядрі галактики Markarian 501. Галактика розташована на відстані приблизно 480 мільйонів світлових років від Terra. Це відкриття стало результатом детального аналізу радіоданих, зібраних протягом більше десяти років. Основною ознакою є наявність другого струменя релятивістських частинок поряд із уже відомим джетом. Міжнародна команда опублікувала результати в дослідженні, прийнятому журналом Monthly Notices з Royal Astronomical Society.

Роботу проводили дослідники з номерів Instituto Max Planck, Radioastronomia, Alemanha. Eles повторно обробив 83 набори спостережень, зроблених за допомогою Very Long Baseline Array у період з вересня 2011 року по липень 2023 року. Спостереження відбувалися з частотою 43 гігагерц. Частота Essa дозволяє нам розрізняти структури, розташовані дуже близько до галактичного ядра. Порівняння з даними на нижчих частотах, таких як 15 гігагерц і 8 гігагерц, підтвердило висновки.

Деталі радіоспостережень

Дані показують, що з одного ядра виходять два різні струмені. Основний струмінь під назвою Jet 1 вказує в напрямку Terra і був уже відомий. Другий струмінь, який називається Jet 2, з’являється на протилежному боці на деяких зображеннях, а потім вигинається проти годинникової стрілки навколо ядра. Конфігурація Essa спостерігалася неодноразово протягом дванадцяти років моніторингу. Компоненти Jet 2 змінюють положення на шкалах тижнів і місяців.

Під час спостереження 24 червня 2022 року структури з Jet 2 утворили часткову дугу навколо основного ядра. Дослідники інтерпретують цю дугу як часткове кільце Einstein. Ele буде спричинено гравітаційним лінзуванням первинної чорної діри, що діє на випромінювання струменя з вторинної чорної діри. Кутова роздільна здатність зображень досягає десятих часток мілісекунди. Essa Точність була важливою для розділення структур.

Розрахунковий орбітальний період для руху Jet 2 навколо ядра становить близько 141 дня в системі відліку галактики. Крива блиску ядра має періодичність, близьку приблизно до 121 дня. Há також довготривала періодичність 7,4 року, пов’язана з прецесією площини орбіти системи. Систематичний зсув між різними частотами вказує на наявність двох різних масивних об’єктів.

• Jet 2 з’являється збоку протиструменю та вигинається проти годинникової стрілки, а потім вирівнюється паралельно Jet 1.
• У наступних спостереженнях Jet 2 повертає на південь і зливається з основними струминними структурами.
• Повна система показує поступовий дрейф за годинниковою стрілкою протягом багатьох років.
• Між 2016 і 2017 роками відбувся тимчасовий відкат, який називається сальто назад.
• Прецесія пояснює коливання орбітальної площини, як вершина, яка коливається під час обертання.
• Такі альтернативи, як нестабільності Kelvin-Гельмгольца, не відтворюють асиметричний зсув між частотами.
• Двійкова модель постає як найбільш послідовне пояснення для набору даних.

У блазарі вперше було виявлено другий струмінь — ознака рідкісної пари чорних дір!

Другий струмінь виявлено в ядрі блазара Markarian 501 (Mrk) — рідкісний доказ можливого існування близької пари надмасивних чорних дір на межі…pic.twitter.com/kzPzYPsI3O

— Black Hole (@konstructivizm)10 квітня 2026 р

Особливості Galaxy Markarian 501

Маркаріан 501 — блазар, підтип активного галактичного ядра. Nesse тип об’єкта, один із струменів вказує майже прямо на Terra. Esse вирівнювання посилює спостережене випромінювання через релятивістські ефекти Doppler. Галактика випромінює потужне радіо, рентгенівське та гамма-випромінювання в діапазоні ТеВ. Sua Відносна близькість полегшує спостереження з високою роздільною здатністю на шкалі парсека.

Починаючи з 1980-х років, астрономи помітили розбіжності в радіоструктурі галактики. Зміни відбулися між малими масштабами, близькими до ядра, та більшими масштабами, кілопарсек. Modelos Попередні пропонували спіральні струмені, обмежені вузькими конусами або просту прецесію. Nenhuma Попереднє пояснення повністю пояснює спостережувані різкі зміни. Пряме виявлення двох струменів розгадує частину цих загадок, які накопичувалися десятиліттями.

Основна чорна діра має масу, яка в сотні мільйонів разів перевищує масу Sol. Вторинна виробляє Jet 2 і обертається навколо першої на відстані від 251 до 542 астрономічних одиниць, залежно від передбачуваної загальної маси. Відстань Essa еквівалентна десяткам радіусів Schwarzschild. Уся область подвійної системи вміщується в простір, менший за діаметр орбіти Plutão навколо Sol.

Наслідки для еволюції надмасивних чорних дір

Надмасивні чорні діри ростуть переважно через злиття під час зіткнень галактик. Modelos Теоретики передбачають, що після злиття галактик центральні чорні діри утворюють гравітаційно пов’язану пару. Eles починають обертатися навколо один одного. Виявлення за номером Markarian 501 пропонує прямий випадок спостереження цієї проміжної фази. Até Тепер подібні докази спиралися переважно на непрямі умовиводи або кінематичне моделювання.

Система може випромінювати гравітаційні хвилі з частотою приблизно від 8 разів на 10 до мінус 8 герц. Essa частота потрапляє в очікуване вікно виявлення для матриць синхронізації пульсарів. Square Kilometre Array, у розробці, може сприяти майбутнім пошукам у цьому низькочастотному режимі. Щільніше Observações з Very Long Baseline Array або майбутній Black Hole Explorer може ще більше вдосконалити орбітальну геометрію.

Leia Tambem

У період з 1 по 5 червня 2026 року відбудеться прем’єра п’яти фільмів Netflix

Виверження вулкана Хунга-Тонга у 2022 році очистило метан, що викинувся в атмосферу

Стівен Каррі посідає шосте місце серед найбільш високооплачуваних спортсменів у світі з 124,7 мільйонами доларів США.

Дослідники розрахували час коалесценції бінарного елемента. Якщо маси порівняні, системі ще залишаються мільярди років. Якщо відношення мас дуже мале, наприклад 0,001, час зменшується до сотень років. Найбільш вірогідна модель вказує на подібні маси, що вказує на тривалий бінарний зв’язок, який ще далекий від остаточного злиття. У звітах Algumas згадується можливість злиття приблизно через 100 років, але автори дослідження залишаються обережними щодо цієї оцінки.

Аналіз альтернатив і методологічна строгість

Команда дослідила альтернативні пояснення даних. Instabilidades з Kelvin-Helmholtz може виробляти гвинтові структури в струменях. Choques Внутрішнє або нерівномірне масове навантаження також розглядалося. Nenhuma з цих гіпотез пояснює систематичний зсув між частотами або повторюваний орбітальний рух Jet 2. Зміщення ядра через синхротронне самопоглинання було виключено, оскільки воно відбувається в неправильному напрямку.

Аналіз використовував незалежне моделювання Гауса для кожної з 83 епох. Não Були висунуті попередні гіпотези. Метод профілювання правдоподібності дозволив кількісно визначити невизначеності в параметрах. Порівняння з незалежними даними інших програм, таких як MOJAVE на частоті 15 гігагерц, підтвердило інтерпретацію. Essa Перехресна перевірка підвищила впевненість у результатах.

Дослідження підкреслює, що це перше пряме виявлення подвійної реактивної системи в ядрі блазара. Trabalhos Попередні пропонували двійкові файли на основі періодичності або непрямих варіацій. Прорив тут полягає в одночасному спостереженні двох струменів, що співіснують на однакових зображеннях.

Історичний контекст і перспективи на майбутнє

Markarian 501 спостерігали на різних довжинах хвиль протягом десятиліть. Sua Високоенергетичне гамма-випромінювання та звивиста радіоструктура привернули увагу. 7,4-річна періодичність кривої блиску радіозв’язку узгоджується зі змінами, що спостерігаються на інших довжинах хвиль. Isso додає цілісності картині, яка виникає.

Феномен освітлення кінцівок, про який повідомлялося в попередніх спостереженнях, може бути артефактом, спричиненим суперпозицією Jet 2 і Jet 1 на зображеннях нижчої якості. Quando Другий струмінь не розпізнали, його структури сплутали з краями основного струменя. Можливість Essa прокладає шлях для повторного читання історичних файлів VLBI на інших активних ядрах.

Майбутні спостереження з більш щільною частотою можуть зафіксувати швидкі проходи Jet 2 у певних конфігураціях. Black Hole Explorer із запланованою роздільною здатністю близько 6 мікроаркосекунд матиме Markarian 501 як пріоритетну ціль. Mesmo Без безпосереднього вирішення орбітального поділу високоточні зображення можуть розкрити деталі потоку матерії, який живить кожну чорну діру.

У більш широкому масштабі цей випадок демонструє, що активні галактичні ядра є складним середовищем. Проста модель однієї чорної діри з парою струменів, перпендикулярних до акреційного диска, корисна, але недостатня для високої роздільної здатності. Fusões Galactica поширені у Всесвіті. Отже, подвійні надмасивні чорні діри повинні існувати у великій кількості. Reanálises існуючих колекцій довгобазових інтерферометричних даних можуть виявити інші подібні випадки.

Це відкриття підтверджує цінність довгострокових програм моніторингу. Redes радіотелескопів, таких як Very Long Baseline Array, який функціонує як інструмент розміром з континент, є важливими для цих досягнень. Ретельний аналіз даних, накопичених роками, дозволив нам розрізнити дві різні нитки в структурі, яка, здавалося, була одним струменем.

Всесвіт продовжує розкривати додаткові рівні складності. Dois чорні діри десятиліттями оберталися одна навколо одної в центрі Markarian 501. Cada Один запускає власний струмінь плазми, розігнаний до швидкості, що наближається до швидкості світла. Довгий час прилади та очікування спостерігачів показували лише один струмінь. Agora, з даними високої роздільної здатності та ретельним аналізом, наука ідентифікує ці два. Esse Пошук стосується не лише певної системи. Ele відкриває нові перспективи для розуміння того, як ростуть наймасивніші чорні діри та як еволюціонують галактики протягом космічного часу.