Исследователи из Североамериканской обсерватории гравитационных волн наногерцового диапазона (NANOGrav) выявили две системы, состоящие из двойных сверхмассивных чёрных дыр. Эти объекты получили названия «Гондор» (Gondor, SDSS J0729+4008) и «Рохан» (Rohan, SDSS J1536+0411), в честь мест действия из произведения «Властелин колец». Благодаря новому подходу, объединяющему анализ гравитационных волн и наблюдения за квазарами (квазары – это активные ядра галактик, излучающие значительную энергию и поддерживаемые сверхмассивными чёрными дырами), открытие стало возможным).

Принцип работы метода заключается в том, что сближающиеся сверхмассивные чёрные дыры генерируют гравитационные волны, частота которых возрастает. Эти волны формируют «фоновый шум гравитационных волн». Слияния чёрных дыр происходят в пять раз чаще в квазарах, что делает их своеобразными «ориентирами».

Обнаружение гравитационных волн, испускаемых квазарами, свидетельствует о наличии пар чёрных дыр. Благодаря этому подходу, исследователи получают возможность построить своего рода «космическую карту», отображающую слияния сверхмассивных чёрных дыр.

«Наша работа дает ученым первые точные указания для создания и проверки методов выявления отдельных, постоянных источников гравитационных волн», — сообщила Кьяра Мингарелли, участница группы NANOGrav.

Мингарелли и её соавторы применили инновационную методику для выявления двойных сверхмассивных чёрных дыр в 114 активными ядрами галактик (AGN) — это яркие центральные регионы галактик, характеризующиеся активным поглощением окружающего газа и пыли сверхмассивными чёрными дырами.

Выбор названий для чёрных дыр был сделан неслучайно. Мингарелли пояснила: «Рохан получил своё имя в честь Рохана Шивакумара, студента Йельского университета, который первым провел анализ данных, а Гондор – поскольку были активированы маяки.

NANOGrav, которая впервые зафиксировала фоновые гравитационные волны в 2023 году, намерена продолжить поиски и выявление двойных сверхмассивных чёрных дыр. По мнению исследователей, даже небольшой перечень слияний чёрных дыр может способствовать созданию карты фоновых гравитационных волн. Это, в свою очередь, позволит глубже понять процессы слияния галактик, физику чёрных дыр и природу гравитационных волн.

«По словам Мингарелли, выполненная нами работа создала предпосылки для упорядоченного выявления двойных сверхмассивных чёрных дыр.