Вселенная служит неисчерпаемым источником новых знаний и загадок. Для многих из нас космос ограничивается новостями о пусках ракет Илона Маска или солнечными и лунными затмениями. А вы попробуйте в ночное время обратить внимание на небо. Посмотрите на него немного, и вы увидите, насколько глубокий и огромный мир открывается над вами, обратите внимание на то, насколько наш мир ничтожно мал, по сравнению с необъятным пространством Вселенной.

Если выехать далеко за пределы города так, чтобы свет не мешал наблюдению, то можно рассмотреть галактический диск Млечного пути – в нем таится множество неизведанного. Причем за его пределами загадок гораздо больше, чем ответов. Что же ученые находят и открывают за пределами нашей громадной галактики? Пожалуй, самые загадочные объекты Вселенной – черные дыры.

Взять, к примеру, галактику NGC 6240, находящуюся от нас примерно в 300 миллионах световых лет. Эта "неправильная" галактика интересна тем, что, как предполагают исследователи, она образовалась в результате столкновения двух галактик, что привело к наличию в NGC 6240 двух сверхмассивных черных дыр. Но более детальное изучение показало, что в галактике находится сразу три сверхмассивные черные дыры и это указывает на возникновение NGC 6240 в результате столкновения трех галактик. И это первая обнаруженная учеными подобная концентрация сверхмассивных черных дыр.

NGC 6240 (другие обозначения – IC 4625, IRAS16504+0228, UGC 10592, ZWG 25.11, MCG 0-43-4, PRC D-28, VV 617, PGC 59186) – галактика в созвездии Змееносца.

Этот объект входит в число перечисленных в оригинальной редакции «Нового общего каталога».

Галактика является результатом слияния двух меньших галактик, которые являлись массивными дисковыми (то есть спиральными либо линзообразными) галактиками. Она является одной из ближайших и хорошо изученных ультраярких инфракрасных галактик, имеющих в ближнем инфракрасном диапазоне светимость более 10^12 светимостей Солнца. NGC 6240 находится по инфракрасной светимости близко к нижней границе этого класса.

В галактике были обнаружены вначале две сверхмассивные чёрные дыры с расстоянием между ними около 900 парсек (в проекции на картинную плоскость), затем было установлено, что одна из них, южная, в действительности сама является двойной системой сверхмассивных чёрных дыр. Это наиболее близкая к нам кратная система сверхмассивных чёрных дыр. Другая подобная близкая галактика, содержащая две активных чёрных дыры, – NGC 3758.

Наблюдения NGC 6240 с помощью спектроскопа MUSE телескопа VLT показали, что южный инфракрасный источник в центре галактики, считавшийся сверхмассивной черной дырой, на самом деле состоит из двух сверхмассивных чёрных дыр массой (710 ± 80) и (90 ± 7) млн масс Солнца. Эти чёрные дыры удалены друг от друга на 198 пк, или 645 световых лет, орбитальный период этой системы составляет 4-5 млн лет, орбитальная скорость относительно их общего центра масс равна 158 км/с. Бо́льшая из них является активным инфракрасным источником, меньшая пассивна. Северная сверхмассивная чёрная дыра имеет массу (360 ± 80) млн M⊙.

Галактика NGC 6240 расположена на расстоянии 400 млн световых лет от Млечного пути в созвездии Змееносца. Она обладает весьма необычной структурой. Если наш Млечный путь напоминает диск, то форма NGC 6240 характеризуется ветвящимися пучками, петлями и всевозможными струями и пузырями газа, придающими ей сходство с бабочкой. Они простираются в окружающее пространство на 30 тыс. световых лет.

Кроме того, NGC 6240 отличается высокой активностью. Галактика очень ярка в инфракрасном диапазоне, в ней активно формируются новые звезды и вспыхивают сверхновые.

Галактика NGC 6240 выделяется своей особой формой и необычным инфракрасным сиянием. Раньше считалось, что это результат столкновения двух галактик. Теперь исследователи доказали существование третьей сверхмассивной черной дыры. Причем, эти три объекта находятся на таком расстоянии, что можно говорить о том, что галактики находятся на более поздней стадии своего слияния. Такое ученые обнаружили впервые.

О наличии двойного активного ядра двух черных дыр в центре NGC 6240 стало известно в 1983 году. С тех пор астрономы проводили многочисленные исследования галактики. Но из-за того, что черные дыры находятся слишком близко друг к другу, точное их местоположение оставалось неуловимым.

Благодаря нашим наблюдением с чрезвычайно высоким пространственным разрешением мы смогли показать, что эта галактика содержит не две, а три сверхмассивные черные дыры в своем центре. Это говорит о том, что в процессе слияния находятся три галактики вместе с их центральными черными дырами, – сказал астрофизик Вольфрам Коллатчни из Геттингенского университета в Германии.

Ученые использовали 3D-спектрограф MUSE (оптический прибор для визуального наблюдения спектра излучения с фотографической камерой), который установили на очень большом телескопе в Чили. Полученные изображения выявили три узла: один северный и два южных. Открытие не ставит крест на старых. Новые данные говорят о том, что две черные дыры активно наращивают материю, а третья находится в спящем состоянии.

Каждая из сверхмассивных черных дыр имеет массу, превышающую 90 миллионов масс Солнца. Все три объекта зафиксированы на орбите площадью менее одного килопарсека в поперечнике (3260 световых лет), медленно вращаясь по спирали навстречу друг другу. А две южные черные дыры разделены расстоянием всего в 198 парсеков (645 световых лет).

Ученым на сегодняшний день известно много систем сливающихся галактик. Это крупное космическое событие может вызвать волну звездообразования и отток газа в межгалактическое пространство, большая галактика способна поглощать облака газа меньшей. Кроме того, в результате различных процессов – в том числе и из-за взаимного притяжения – звезды в галактиках выбрасывают вещество, которое образует так называемый "звёздный ветер".

Астрофизики обнаружили, что «галактические ветра», исходящие от звёзд, а также ветра, возникшие от выброшенного чёрными дырами газа помогли сформировать причудливую форму галактики NGC 6240: массивное облако газа в ее центре внешне напоминает бабочку. Туманность образовалась именно с помощью двух сил: северо-западный угол бабочки является продуктом звездных ветров или газов, которые излучают звезды, а в северо-восточном углу доминирует единственный «конус» газа, выброшенный парами черных дыр, поглощающих большое количество галактической пыли и газа во время своего слияния.

Ученые утверждают, что эти два ветра каждый год «выдували» из галактики большое количество газа – массой в 100 наших Солнц. Такие темпы сопоставимы со скоростью, с которой в галактике создаются звезды.

Такой массивный отток «звездообразующего» вещества может иметь большие последствия для самой галактики. Когда две галактики сливаются, они начинают лихорадочную вспышку нового звездообразования. Тем не менее, черные дыры и звездные ветры могут замедлить этот процесс, сдувая газы, которые образуют новые звезды, – так же, как порыв ветра может сдуть кучу листьев, которые сгребли вместе.

«NGC 6240 находится в уникальной фазе ее эволюции – на последней стадии слияния двух галактик. Сейчас она интенсивно формирует звезды, поэтому ей требуется дополнительная сила двух ветров, чтобы замедлить формирование звезд превратиться в менее активную галактику», – отмечает один из авторов исследования доктор Джули Комерфорд из отдела астрофизики и планетарных наук Колорадского университета (США).

На протяжении миллиарда лет огромная тройная черная дыра может разрывать галактику за счет внутреннего коллапса. Данные выводы были сделаны астрономами Геттингенского университета в Германии. Тройная система в галактике NGC 6240 получилась в результате слияния более мелких галактик.

Две из трех дыр были признаны активными. Несколько объектов обнаружили еще в 1983 году, тогда как третье образование – недавно. Все черные дыры значительно больше нашего светила (в 90 млн раз). В нашей галактике Млечный Путь черная дыра больше только в 4 раза.

Три дыры делят пространство шириной около 3260 световых лет. Ранее тройные системы были замечены только в галактике SDSS J084905.51+111447.2, однако там расстояние равнялось десяткам тысяч световых лет.

Сейчас происходит еще одно слияние галактики NGC 6240. Ожидается присоединение четвертой дыры. Когда это случится, объекты, скорее всего, сблизятся друг с другом, а затем сольются. Слияние обычно занимает около миллиарда лет.

Соединение может сопровождаться и сложностями, в частности проблемой финального парсека. При слиянии энергия от черных дыр переходит звездам и газу. В случае больших объектов, которые отдалены на расстояние 1 парсека (3,2 световых года), отток неэффективен. Сближение в таком случае возможно только при наличии третьей сверхмассивной черной дыры.

Галактика NGC 6240 привлекла внимание ученых своей необычной формой. Предполагалось, что она образовалась в результате слияниях двух галактик меньшего размера. NGC 6240 находится на расстоянии 300 миллионов световых лет от Солнечной системы – сравнительно недалеко по стандартам Вселенной. Это позволило астофизикам изучать ее на всех длинах световых волн.

В центре галактики были обнаружены две сверхмассивные черные дыры (по одной из «родительских» галактик), что вполне укладывалось в стандарты галактического взаимодействия. Но в результате дальнейших исследований была найдена третья черная дыра, и подобный феномен был зарегистрирован впервые в истории наблюдений.

Каждая из черных дыр тяжелее 90 миллионов Солнц, и все они располагаются на сравнительно небольшом участке шириной 3 тысячи световых лет – это меньше 1% всей галактики.

Открытие позволило ученым предположить, что при создании NGC 6240 соединились не две, а три галактики, чем и объясняются ее необычные свойства.

По словам исследователей, со временем (вероятно, через несколько миллионов лет) три сверхмассивные черные дыры сольются в одну. Это создаст невероятно сильные гравитационные волны или рябь пространства-времени.