Массивные галактики, такие как Млечный Путь, обычно состоят из сотен миллиардов звезд и содержат в своих центрах черные дыры с массой от нескольких миллионов до нескольких сотен миллионов солнечных масс. Галактика, известная как NGC 6240, известна как неправильная галактика из-за своей особой формы. До сих пор астрономы предполагали, что он образовался в результате столкновения двух меньших галактик и, следовательно, содержит две черные дыры в своем ядре.
Эти галактические предки двигались навстречу друг другу со скоростью в несколько сотен км / с и все еще находятся в процессе слияния. Система галактик, которая находится на расстоянии около 300 миллионов световых лет от нас – близко по космическим меркам – была детально изучена на всех длинах волн и до сих пор рассматривалась как прототип взаимодействия галактик.
«Благодаря нашим наблюдениям с чрезвычайно высоким пространственным разрешением мы смогли показать, что система взаимодействующих галактик NGC 6240 содержит не две, как предполагалось ранее, а три сверхмассивные черные дыры в центре», – сообщает профессор Вольфрам Коллатшни из Геттингенского университета. , ведущий автор исследования. Каждый из трех тяжеловесов имеет массу более 90 миллионов Солнц.
Они расположены в области пространства размером менее 3000 световых лет в поперечнике.е. менее чем в одной сотой от общего размера галактики. «До сих пор во Вселенной никогда не было обнаружено такое скопление трех сверхмассивных черных дыр», – добавляет доктор Питер Вайльбахер из Потсдамского астрофизического института имени Лейбница (AIP). "Настоящий случай свидетельствует об одновременном процессе слияния трех галактик и их центральных черных дыр."
Открытие этой тройной системы имеет фундаментальное значение для понимания эволюции галактик во времени. До сих пор было невозможно объяснить, как самые большие и самые массивные галактики, которые мы знаем из нашего космического окружения в «настоящее время», образовались просто в результате нормального взаимодействия галактик и процессов слияния в течение предыдущих 14 миллиардов лет. приблизительно, т.е. возраст нашей Вселенной. «Если, однако, происходили одновременные процессы слияния нескольких галактик, то самые большие галактики с их центральными сверхмассивными черными дырами могли развиваться намного быстрее», – резюмирует Питер Вайльбахер. "Наши наблюдения дают первое указание на этот сценарий."
Для уникальных высокоточных наблюдений галактики NGC 6240 с использованием 8-метрового телескопа VLT, эксплуатируемого Европейской южной обсерваторией в Чили, спектрограф 3D MUSE использовался в режиме пространственного высокого разрешения вместе с четырьмя искусственно созданными лазерными звездами и система адаптивной оптики.
Благодаря сложной технологии изображения получаются с резкостью, аналогичной таковой у космического телескопа Хаббл, но дополнительно содержат спектр для каждого пикселя изображения. Эти спектры сыграли решающую роль в определении движения и массы сверхмассивных черных дыр в NGC 6240.
Ученые предполагают, что наблюдаемое неизбежное слияние сверхмассивных черных дыр через несколько миллионов лет также вызовет очень сильные гравитационные волны. В обозримом будущем сигналы подобных объектов могут быть измерены с помощью планируемого спутникового детектора гравитационных волн LISA, и могут быть обнаружены дальнейшие системы слияния.