Международный коллектив астрономов сообщил сообщил о первых свидетельствах существования трех сверхмассивных черных дыр в одной галактике. Это сообщение 31 мая было выложено в электронном репозитарии научных препринтов arXiv.org и 12 августа опубликовано в журнальной версии ¹.

Черные дыры такие же законные обитатели галактик, как и звезды, из которых они рождаются. Их число в отдельной крупной галактике достаточно почтенного возраста может измеряться десятками и даже сотнями миллионов. Речь здесь идет только о рядовых, если так можно выразиться, дырах, возникших в результате звездных коллапсов и потому имеющих массы менее двух сотен солнечных. Разумеется, в таком количестве их никто не видел и вряд ли увидит. Эта оценка основана на подсчете числа звезд с подходящими начальными массами, которые успевают взорваться сверхновыми за время жизни галактики.

Однако постзвездные черные дыры способны расти в размерах и массе, причем двумя путями. Во-первых, они могут эффективно аккрецировать на себя газ из межзвездной среды — конечно, если его плотность достаточно велика. Во-вторых, они могут сближаться друг с другом, излучая гравитационные волны, сталкиваться и сливаться. Поэтому в галактических ядрах присутствуют сверхмассивные черные дыры с массами в сотни тысяч, миллионы и даже миллиарды масс Солнца — однако почти всегда в единственном числе. К концу первой четверти нашего столетия астрономы подтвердили существование лишь около десятка галактик, имеющих в своих ядрах двойные сверхмассивные черные дыры — то есть пары дыр, обращающихся вокруг друг друга (также имелись примерно полторы сотни кандидатов в такие галактики). Галактики с бо́льшим числом сверхмассивных дыр до последнего времени никогда не наблюдались.

Только что эту ситуацию изменило сообщение об открытии трех таких дыр в молодой галактике J0148–4214 с красным смещением z=5,0167. Ее свет шел до Земли 12,5 млрд лет, после чего был «отловлен» космическим телескопом «Джеймс Уэбб». Когда этот свет был испущен, черные дыры имели массы порядка 80 млн, 2 млн и 600 тыс. солнечных масс. В это время они активно поглощали окружающее вещество и потому росли в массах и размерах. Обе дыры-миллионники находились в галактическом ядре, в то время как дыру меньшей массы от центра галактики отделяла солидная дистанция в 1,7 кпк. Авторы статьи полагают, что две центральные дыры обречены на слияние приблизительно через 700 млн лет, а позднее та же судьба ожидает и дыру с периферии. Если этот сценарий реализуется, центральные черные дыры в конечном счете сольются, а дальнейшая судьба третьей дыры будет зависеть от ее динамической эволюции.

Алексей Левин

¹ Übler H. et al. BlackTHUNDER: Evidence of three massive black holes in a z ~ 5 galaxy // Astronomy&Astrophysics, 712, Article no. A80. doi.org/10.1051/0004-6361/202557419