În ultimii ani, observatoare precum Zwicky Transient Facility (ZTF) au început să scaneze cerul în mod continuu. Acest lucru le permite astronomilor să colecteze „curbe de lumină” — înregistrări ale modului în care strălucirea unui obiect se schimbă în timp — pentru mii de obiecte cosmice, aproape zilnic.
Printre obiectele studiate se numără AT 2021hdr, care la început părea destul de obișnuit. Strălucirea sa în banda optică semăna cu cea a unei galaxii clasice de tip Seyfert 1 — un nucleu galactic activ (AGN) bine cunoscut pentru regiunea sa centrală luminoasă alimentată de o gaură neagră supermasivă. Observațiile la lungimi de undă vizibile (optice) și în benzile de raze X de energie mai mare păreau să confirme această clasificare obișnuită.
Cu toate acestea, la sfârșitul anului 2021, astronomii au observat că AT 2021hdr a început să prezinte episoade bruște de creștere a strălucirii — vârfuri care apăreau și dispăreau într-un model previzibil. În locul unei singure explozii, aceste scurte impulsuri se repetau la fiecare 60–90 de zile, producând de fiecare dată o creștere de aproximativ 0,2 magnitudini în benzile optice g și r. Oscilații similare au fost observate și în datele ultraviolete și în razele X colectate de observatorul Swift al NASA.
Au fost propuse mai multe explicații — evenimente standard de perturbare tidală (TDE-uri), sisteme de găuri negre supermasive binare (BSMBH) și „AGN-uri cu schimbare de aspect” — însă niciuna nu reușește să explice în mod convingător detaliile observate în cazul AT 2021hdr. De exemplu, un TDE tipic are loc atunci când o stea se apropie prea mult de o singură gaură neagră supermasivă și este dezmembrată, generând o explozie luminoasă care se estompează în timp. În contrast, AT 2021hdr prezintă explozii repetate, nu un singur episod de creștere a luminozității urmat de diminuare.
De asemenea, nu se potrivește cu semnăturile găurilor negre supermasive binare observate anterior sau cu fenomenul bine documentat al „AGN-urilor cu schimbare de aspect”, în care nucleul unei galaxii trece brusc de la o stare spectrală la alta. Observațiile radio realizate cu Very Long Baseline Array (VLBA) nu au detectat un semnal la scara de milisecunde de arc, ceea ce contrazice scenariile legate de jeturi. De asemenea, modelul erupțiilor și amplitudinea acestora par a fi inconsistente cu instabilitățile tipice ale discului sau ale jeturilor.
Într-un nou studiu, cercetătorii propun că un sistem de găuri negre supermasive binare — două găuri negre care orbitează una în jurul celeilalte în inima aceleiași galaxii — ar putea distruge un nor de gaz, în loc de o singură stea. Dansul gravitațional al găurilor negre în această configurație ar putea duce la episoade repetate de creștere a luminozității, pe măsură ce gazul deplasat interacționează cu sistemul.
Pe baza exploziilor observate, studiul estimează că distanța dintre cele două găuri negre este de aproximativ 0,83 miliparseci (mpc). La scara timpului cosmic, acest cuplu s-ar contopi într-o perioadă relativ scurtă de aproximativ 70.000 de ani, deși pentru oameni acest interval rămâne extraordinar de lung.
Ca și cum acest scenariu nu ar fi fost deja suficient de complex, galaxia care găzduiește AT 2021hdr se află la doar 9 kiloparseci de o galaxie însoțitoare — o distanță care sugerează că cele două galaxii s-ar putea contopi, de asemenea. Acest sistem format din două galaxii a fost raportat recent, însă autorii subliniază că galaxia însoțitoare este puțin probabil să fie responsabilă pentru comportamentul eruptiv al AT 2021hdr.
Dacă se confirmă, distrugerea tidală a unui nor de gaz de către o gaură neagră binară ar oferi o oportunitate rară de a studia etapele finale ale contopirii găurilor negre.
