Нове дослідження з використанням космічної рентгенівської обсерваторії NASA «Чандра» відстежило дві пари надмасивних чорних дірок у карликових галактиках на курсах зіткнення. Це перше свідчення такої зустрічі, що дає вченим важливу інформацію про зростання чорних дірок у ранньому Всесвіті.
За визначенням, карликові галактики містять зірки із загальною масою менше 3 мільярдів Сонців — або приблизно в 20 разів менше, ніж Чумацький Шлях. Астрономи давно підозрювали, що карликові галактики зливаються, особливо в відносно ранньому Всесвіті, щоб вирости у більші галактики, що спостерігаються сьогодні. Однак сучасні технології не можуть спостерігати злиття карликових галактик першого покоління, тому що вони надзвичайно тьмяні на великих відстанях. Інша тактика — пошук злиття карликових галактик ближче — на сьогоднішній день не мала успіху.
Нове дослідження подолало ці проблеми, впровадивши систематичний огляд глибоких рентгенівських спостережень Chandra та порівнявши їх з інфрачервоними даними, отриманими за допомогою Wide Infrared Survey Explorer (WISE) NASA, та оптичними даними канадсько-французько-гавайського телескопа (CFHT).
Чандра був особливо цінний для цього дослідження, тому що матеріал, що оточує чорні дірки, може нагріватися до мільйонів градусів, виробляючи велику кількість рентгенівських променів. Команда шукала пари яскравих джерел рентгенівського випромінювання в карликових галактиках, що стикаються, як свідчення існування двох чорних дірок і виявила два приклади.
Одна пара знаходиться в скупченні галактик Abell 133, розташованому за 760 мільйонів світлових років від Землі, що видно на складовому зображенні зліва. Рентгенівські дані Chandra виділені рожевим кольором, а оптичні дані CFHT – синім. Ця пара карликових галактик, мабуть, знаходиться на пізніх стадіях злиття і має довгий хвіст, спричинений припливними ефектами від зіткнення. Автори нового дослідження назвали його «Мірабіліс» на честь виду колібрі, що зникає, відомого своїми виключно довгими хвостами. Було вибрано лише одну назву, тому що злиття двох галактик в одну майже завершено. Два джерела Chandra показують рентгенівські промені матеріалу навколо чорних дірок у кожній галактиці.
Іншу пару було виявлено в Abell 1758S, скупченні галактик на відстані близько 3,2 мільярда світлових років. Складне зображення від Chandra та CFHT знаходиться праворуч, з використанням тих самих кольорів, що і для Mirabilis. Дослідники назвали карликові галактики «Ельстір» і «Гвинтей», що зливаються, на честь вигаданих художників з «У пошуках втраченого часу» Марселя Пруста. Вентейл – це галактика вгорі, а Ельстір – галактика внизу. З обома пов'язані джерела Чандра, знову ж таки з рентгенівських променів матеріалу навколо чорних дірок у кожній галактиці. Дослідники вважають, що ці дві галактики були виявлені на ранніх стадіях злиття, внаслідок чого утворився міст із зірок і газу, що з'єднує дві галактики, що зіштовхуються, в результаті їх гравітаційної взаємодії.
Деталі злиття чорних дірок та карликових галактик можуть пролити світло на власне минуле нашого Чумацького Шляху. Вчені вважають, що майже всі галактики починалися як карликові або інші типи маленьких галактик і росли протягом мільярдів років у результаті злиття. Наступні спостереження за цими двома системами дозволять астрономам вивчати процеси, що мають вирішальне значення для розуміння галактик та їх чорних дірок на ранніх стадіях розвитку Всесвіту.
