Рентгеновское гравитационное линзирование позволило разглядеть далёкие черные дыры
Воспользовавшись естественными космическими гравитационными линзами, астрономы смогли уловить рентгеновские лучи, испущенные содержащей чёрную дыру системой на заре Вселенной. Учёные работали с космической рентгеновской обсерваторией «Чандра». Работа с описанием исследования опубликована в журнале The Astrophysical Journal.
Гравитационное линзирование впервые использовали для повышения чёткости рентгеновских изображений. В ином случае в существующие рентгеновские телескопы не удалось бы рассмотреть подобные детали настолько далеко расположенных чёрных дыр.
Гравитационное линзирование обеспечивают массивные космические объекты, мимо которых пролегает путь излучения, испускаемого далёкими объектами. Путь света искривляется в гравитационном поле, благодаря чему интенсивность излучения может усилиться, а видимое изображение далёкого объекта — увеличиться. Также из-за линзирования могут возникать копии изображений одного и того же объекта. Сложив все полученные таким образом данные вместе, можно получить более чёткое изображение космического объекта.
В работе исследовали систему под названием MG B2016+112. Рентгеновские лучи, которые сумел уловить космический телескоп, были испущены этой системой ещё когда Вселенной было всего 2 миллиарда лет, то есть почти 12 миллиардов лет назад. По словам Дэна Шворца из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, и ведущего автора работы, без подобного природного увеличительного стекла все попытки увидеть и понять настолько далёкие объекты при помощи гравитационных лучей закончились бы неудачей. К примеру, излучение указанной системы без гравитационного линзирования могло бы быть в 300 раз слабее.
Исследование продолжает предыдущую работу за авторством Кристианы Шпинголы. Она со своей командой при помощи радиотелескопа обнаружила в системе MG B2016+112 парочку быстрорастущих сверхмассивных чёрных дыр, расположенных на расстоянии всего в 650 световых лет друг от друга. Обе чёрные дыры испускали релятивистские джеты.
Сначала в системе было зарегистрировано три источника рентгеновского излучения, но при помощи компьютерного моделирования команда установила, что на самом деле имеет место гравитационное линзирование всего двух удалённых объектов.
По словам Шпинголы, астрономы уже находили чёрные дыры массой в миллиарды раз больше, чем у Солнца, сформировавшиеся всего через сотни миллионов лет после Большого взрыва — то есть, когда возраст Вселенной составлял всего несколько процентов от текущего. И пока что механизм, позволивший этим чёрным дырам так быстро набрать огромную массу, остаётся загадкой для астрономов.
Пары сверхмассивных чёрных дыр, находящихся достаточно близко друг от друга, будут генерировать гравитационные волны, которые мы сможем улавливать при помощи будущих космических детекторов. Гравитационные линзы могут помочь исследователям оценить количество подобных систем.
