Учёные международной группы под руководством Силки Бриццен из MPI для радиоастрономии в Бонне нашли прямые свидетельства существования пары сверхмассивных черных дыр в центре галактики Mrk 501. Результаты исследований приняты к публикации в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society и должны быть опубликованы в предстоящем выпуске журнала. Ранее известно, что центральная чёрная дыра Mrk 501 выдает мощный джет, направленный в космос почти со скоростью света, а образование джетов связано с сильными магнитными полями и экстремальными условиями вокруг чёрной дыры. Эти данные подкрепляются тем, что в системе рядом с известным джетом обнаружен и второй джет, движение которого можно отслеживать.

По данным наблюдений за десятилетиями с использованием радиопереключений на разных частотах и десятков отдельных дней, учёные обнаружили, что второй джет не просто существует рядом с первым джетом, но и за ним прослеживается его перемещение. Это свидетельствует о наличии пары чёрных дыр и регулярного орбитального движения в системе, что было неочевидно ранее. Эти выводы особенно важны на фоне того, что ранее учёные ещё не уверенно идентифицировали пары супермассивных чёрных дыр в очень близком угловом разделении.

В June 2022 в данных зафиксировано необычное явление — образование кольца вокруг системы, так называемое эйнштейновское кольцо. Такое кольцевидное изображение возникает, когда гравитация искажают свет и могут вызывать линзование света. Одна из версий объяснения состоит в том, что две чёрные дыры и Земля располагались в нужной конфигурации для такого эффекта линзирования. Это добавляло дополнительную подсказку к пониманию природы системы.

Пара парящих джетов позволяет расчитать орбитальный период объектов: учёные пришли к выводу, что две чёрные дыры завершают один оборот примерно каждые 121 суток и что их разделение по астрономическим масштабам составляет порядка 250–540 астрономических единиц. При этом массы чёрных дыр оцениваются в диапазоне от сотен миллионов до миллиардов масс Солнца, и такая «узкая» орбита может привести к их слиянию уже через примерно 100 лет. Эти цифры дают редкую возможность наблюдать, как супермассивные чёрные дыры подбираются к финальному столкновению.

Хотя в Mrk 501 расстояние до галактики слишком велико, чтобы современные приборы смогли увидеть две чёрные дыры как отдельные объекты, это не мешает попыткам зафиксировать приближение их орбиты на основе гравитационных волн. Предполагаемые пары должны производить очень низкочастотные гравитационные волны, которые можно обнаружить с помощью массивов пульсарного тайминга. Поиск таких волн полагается на точные «космические часы» — пульсары — и требует измерения нюансов прихода радиоволн к Земле.