Intensywny rozbłysk światła ujawnia galaktykę podwójnej czarnej dziury

Tajemniczy, superjasny rozbłysk, jaśniejszy niż bilion słońc, okazał się poświatą dwóch czarnych dziur z centrum galaktyki oddalonej od Ziemi o 5 miliardów lat świetlnych. Znajduje się ona w gwiazdozbiorze raka. 

Zakotwiczona jest przez dwie czarne dziury, jedną mniejszą i drugą supermasywną. Mimo że przez teleskop wyglądają jak jedna, to różne rodzaje sygnałów elektromagnetycznych świadczą o tym, że jest ich tam dwie.  

Po raz pierwszy galaktyka ta została odkryta już w 1888 roku. Astronomowie przez długi czas podejrzewali, że może ona posiadać podwójny układ czarnych dziur w jądrze. Dopiero rozwój technologii pozwolił potwierdzić te przypuszczenia. Okazało się, że galaktyka wykazuje wzór emisji, który ulega zmianie w dwóch oddzielnych cyklach. Jeden trwa 12 lat, a drugi aż 55 lat, co świadczy o tym, że zachodzą tam dwa odrębne rodzaje ruchu.  

Obserwacje przez lata ujawniły rozbłyski, które pojawiają się, gdy jedna czarna dziura przepływa przez dysk akrecyjny drugiej. Wirująca materia wokół czarnej dziury w postaci rozległych pierścieni ogrzewa pył i gaz dysku i w konsekwencji tworzy rozbłysk energii w całym spektrum elektromagnetycznym. Mogą one trwać nawet do dwóch tygodni i są jaśniejsze niż bilion gwiazd.  

Jednak w przypadku tej konkretnej galaktyki dwa rozbłyski są bardziej dramatyczne i znacznie krótsze, co według astronomów jest bezpośrednim potwierdzeniem na istnienie dwóch czarnych dziur w jądrze galaktyki OJ 287. Astronomowie obserwowali tę galaktykę w latach 2021-2022, aż dostrzegli rozbłysk, który wytworzył 100 razy więcej światła niż cała galaktyka. Błysk ten trwał tylko jeden dzień, jednak po nim nastąpił drugi podobnie krótki rozbłysk.  

Naukowcy doszli do wniosku, że źródłem tych rozbłysków są właśnie te dwie czarne dziury znajdujące się w galaktyce OJ 287. Mniejsza czarna dziura ma masę około 150 milionów razy większą od naszego Słońca, a pierwszy rozbłysk powstał w wyniku tego, że ta mała czarna dziura dostała infuzję nowego gazu, co w efekcie poskutkowało powstaniem strumienia materii i jej wystrzeleniem. Następnie ta sama mała czarna dziura przeszła przez dysk akreacyjny masywnej czarnej dziury mającej masę 18 miliardów Słońc. 

Dżet wszedł w interakcję z dyskiem, tworząc rozbłysk gamma. Co za tym idzie, te rozbłyski potwierdzają, że OJ 287 jest układem podwójnych czarnych dziur, gdzie mniejsza z nich regularnie przepływa przez większą.