«Тройная кормушка» для монстров. Астрономы впервые увидели, как три черные дыры обедают одновременно

Астрономы впервые нашли и надежно подтвердили редчайшую «тройную кормушку» во Вселенной: сразу три соседние галактики в одном сливающемся комплексе оказались домом для активно растущих сверхмассивных черных дыр, которые при этом ярко светят в радиодиапазоне. Систему обозначают как J1218/1219+1035, она находится примерно в 1,2 млрд световых лет от Земли.

Речь идет о трех взаимодействующих галактиках, чьи центры сейчас буквально «включены» одновременно. Высокодетальные наблюдения на радиотелескопах NSF Very Large Array и NSF Very Long Baseline Array показали в каждой галактике компактное радио-ядро, излучение которого хорошо объясняется синхротронным механизмом. Проще говоря, это типичная подпись активного галактического ядра, когда черная дыра поглощает вещество и запускает быстрые потоки частиц, нередко в виде небольших джетов.

Именно радиоданные стали решающими. Раньше систему заподозрили как необычную по инфракрасным наблюдениям телескопа WISE: по ним выглядело так, будто в паре взаимодействующих галактик скрываются как минимум два «запыленных» активных ядра. Оптическая спектроскопия подтвердила активность в одном ядре и дала смешанную, «композитную» картину для другого, а вот третья галактика оставалась загадкой: ее излучение могло быть связано и со звездообразованием, и с ударными волнами. Только сверхчеткая радиосъемка на частотах 3, 10 и 15 ГГц показала, что компактные радио-источники точно совпадают с оптическими центрами всех трех галактик, а значит, активны все три черные дыры.

По оценкам авторов, галактики застали прямо в процессе слияния: расстояния между их «ядерными» областями составляют примерно 22 и 97 тысяч световых лет. При этом система уже динамически связана гравитацией, а приливные структуры указывают на взаимное «растягивание» и обмен веществом. Такие тройные конфигурации считаются важным, но крайне редко наблюдаемым элементом иерархической эволюции галактик, когда крупные системы наращивают массу, многократно поглощая меньших соседей.

Радиоспектры ядер тоже говорят в пользу активных черных дыр: два источника имеют типично «крутые» спектры, а третий еще более крутой, что может указывать на неразрешенную структуру джета. Наблюдения VLBA не выявили сверхкомпактного ядра на миллисекундных масштабах, но дали важное ограничение на яркостную температуру центрального источника: она получается слишком высокой для объяснения одним лишь звездообразованием. В сумме это и позволило назвать J1218/1219+1035 первым подтвержденным «тройным радиоярким AGN» и всего третьей известной тройной системой активных ядер в ближней Вселенной.

Ученые подчеркивают, что подобные находки ценны не только редкостью. Когда три «кормящиеся» черные дыры живут в одной связанной системе и галактики активно взаимодействуют, это становится почти идеальной лабораторией для проверки того, как столкновения галактик загоняют газ в центр и запускают рост черных дыр, а заодно включают джеты и выбросы.

Работа опубликована в The Astrophysical Journal Letters (2025). В дальнейшем команда планирует наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне и в рентгене, чтобы лучше рассмотреть приливные структуры и сравнить высокоэнергетическое излучение всех трех активных ядер. Исследователи также отмечают, что сочетание инфракрасного отбора по WISE и высокоразрешающей радиосъемки может стать одним из самых эффективных способов находить новые «тройные» системы, которые в оптике и рентгене нередко выглядят неоднозначно.