В центре каждой галактики во Вселенной находится сверхмассивная черная дыра, в миллионы или миллиарды раз превышающая массу Солнца. Большие галактики собираются из сливающихся друг с другом меньших галактик. Это предполагает, что столкновения сверхмассивных черных дыр будут обычным явлением в космосе. Но этот процесс остается неуловимым: до сих пор не найдено убедительных доказательств его существования.
Один из способов увидеть такие слияния — это излучение ими гравитационных волн — ряби в ткани пространства и времени. Далекие сливающиеся пары сверхмассивных черных дыр излучают гравитационные волны, вращаясь по спирали вокруг друг друга. Поскольку черные дыры велики, каждая такая волна проходит мимо Земли за много лет. Астрономы использовали метод, известный как временная матрица пульсаров, для наблюдения гравитационных волн от сверхмассивных двойных черных дыр. Но, увы, пока безрезультатно.
Параллельно астрономы искали столкновение сверхмассивных черных дыр с помощью света. Ряд кандидатов в источники света был определен путем поиска квазаров. Квазары очень яркие, и, считается, что они питаются от скопления газовых облаков на сверхмассивных черных дырах.
Если в центре квазара находятся две черные дыры, вращающиеся вокруг друг друга (вместо одной черной дыры), орбитальное движение может изменить скопление газового облака и привести к периодическому изменению его яркости. Сотни кандидатов были идентифицированы с помощью такого рода поисков.
«Если мы сможем найти пару сливающихся сверхмассивных черных дыр, это не только расскажет нам, как развивались галактики, но и покажет ожидаемую силу сигнала гравитационных волн для наблюдателей за пульсарами», — объясняют ученые.
Исследование OzGrav направлено на урегулирование спора, определяя, может ли какой-либо из идентифицированных квазаров питаться от сталкивающихся черных дыр. Вердикт? Возможно нет.
«Мы разработали новый метод, позволяющий одновременно искать периодический сигнал и измерять шумовые свойства квазара», — объясняет Синцзян Чжу из OzGrav. «Следовательно, он должен давать надежную оценку статистической значимости обнаруженного сигнала».
Применяя этот метод к одному из наиболее известных источников-кандидатов, названному PG1302-102 , исследователи обнаружили убедительные доказательства периодической изменчивости; однако они утверждали, что сигнал, вероятно, будет более сложным, чем существующие модели .
«Общепринятая модель шума квазаров неверна», — добавляет Чжу. «Данные показывают дополнительные особенности в случайных флуктуациях скопления газа на сверхмассивных черных дырах».
«Наши результаты показывают, что квазары сложны», — объясняет соавтор и главный исследователь OzGrav Эрик Трейн. «Нам нужно будет улучшить наши модели, если мы собираемся использовать их для идентификации сверхмассивных двойных черных дыр».
Читать также
Российская вакцина против COVID-19 поступила в гражданский оборот, но к ней много претензий
На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком
Ученые выяснили, почему дети являются самыми опасными переносчиками COVID-19