Группа астрономов опубликовала статью в Astrophysical Journal, в которой приводится их расчетная масса, в несколько миллиардов раз превышающая массу Солнца, и некоторое представление о том, что может помешать слиянию сверхмассивных черных дыр.
Вопрос слияния чёрных дыр так долго волновал астрономов, что у него есть собственное название: проблема последнего парсека. Когда гравитация становится достаточно мощной, чтобы объединить две галактики, сверхмассивные черные дыры становятся двойной парой в центре новообразованной галактики. Но как только они приближаются всего на несколько парсеков (что составляет около 3,3 световых лет), процесс останавливается, и черные дыры остаются на этом удобном расстоянии.
Совокупная масса двух черных дыр в центре 4C +37.11 чрезвычайно велика и составляет 28 миллиардов солнечных масс. Это автоматически квалифицирует их как самую тяжелую двойную черную дыру, когда-либо найденную. Для сравнения, сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечный Путь имеет массу около 4,3 миллиона солнечных масс.
Команда астрономов использовала архив данных мультиобъектного спектрографа Gemini Международной обсерватории Джемини (GMOS) для измерения массы двойной системы. По словам профессора физики Стэнфордского университета Роджера Романи, проанализировав скорость звезд и то, как они ускоряются по мере приближения к двойной системе, они смогли определить общую массу.
«После галактического слияния две центральные черные дыры будут взаимодействовать со звездами, которые забирают часть их кинетической энергии, заставляя их вращаться по спирали к общему центру. Это называется динамическим трением, — прокомментировал исследование его автор Тирт Сурти. — По мере того как мы анализируем окрестности звезд, черные дыры взаимодействуют со все меньшим количеством звезд, поэтому эффективность этого процесса снижается».
Другими словами, окружающий двойную систему материал становится дефицитным. И, как и большинству систем, им нужна пища для продолжения своего роста.
«Это часто случается, когда черные дыры находятся достаточно далеко друг от друга, чтобы они не могли полностью завершить слияние с помощью гравитационно-волнового излучения», — признает Сурти.
Что астрономы пока не знают, так это как и когда сверхмассивные черные дыры останавливаются в своих слияниях, и является ли фаза торможения для этой галактики постоянной проблемой или очень длительной неудачей.
«Обычно кажется, что галактики с более легкими парами черных дыр имеют достаточно звезд и массы, чтобы быстро свести их вместе, но поскольку эта пара настолько тяжелая, для выполнения работы требуется много звезд и газа», — рассказал Романи. Исследователи полагают, что акт слияния может быть завершен, если двойная галактика сольется с третьей галактикой, что, как мы надеемся, пополнит центральную область.
«Мы с нетерпением ждем дальнейших исследований активной зоны B2 0402+379, где мы посмотрим, сколько газа присутствует, —заключает Сурти. — Это должно дать нам больше информации о том, могут ли сверхмассивные черные дыры в итоге слиться или они останутся в виде двойной системы».