Використовуючи моделювання, астрофізики дійшли висновку про можливість існування подвійних систем надмасивних чорних дір. Якщо така система дійсно може сформуватися, то дві близькі чорні діри, що знаходяться в центрі галактики, повинні утворювати гравітаційну лінзу для світла, випроміненого акреційним диском подвійної системи, і вплив цієї лінзи на поширення випромінювання може відрізнятися від впливу однієї чорної діри. Фізики сподіваються, що цю різницю в ефектах лінзування можна буде зареєструвати за допомогою телескопів наступного покоління, підтвердивши або спростувавши результати чисельного рахунку, а значить і моделі формування галактик, які фізики використовували при моделюванні. Дослідження опубліковано в.
Чорні діри сильно різняться по масі, вони можуть бути всього лише в кілька разів важче Сонця, а можуть досягати маси 40 мільярдів сонц. Чорні діри з масами, що перевищують сонячну в кілька сотень тисяч разів і більше, називають надмасивними. Такі чорні діри знаходяться в центрах більшості галактик, включаючи Чумацький Шлях. Багато галактик за час свого життя зливаються з іншими галактиками, і астрономи очікують, що надмасивні чорні діри з їхніх центрів можуть утворити досить стійку подвійну систему, в якій обидві чорні діри обертаються навколо загального центру мас.
Такий масивний об'єкт як чорна діра, і тим більше їх пара, є джерелом дуже сильного гравітаційного поля, завдяки якому навколо центру галактики утворюється обертовий акреційний диск з галактичної речовини. Різні шари речовини всередині цього диска труться один об одного, через що диск розколюється і інтенсивно випромінює електромагнітні хвилі. Сильне гравітаційне поле чорної діри призводить також до того, що світло, що проходить біля її горизонту, істотно відхиляється від початкової траєкторії, і якщо він потім приходить на Землю, то вид космічних об'єктів, що вислучили це світло, спотворюється для земного спостерігача - цей ефект називається гравітаційним лінзуванням. Досі астрофізикам не було відомо, чи можна по ньому відрізнити одиночну чорну діру від подвійної системи.
Щоб з'ясувати, наскільки часто при злитті галактик формуються стійкі подвійні системи надмасивних чорних дір, і який вплив освіта цієї системи робить на гравітаційне лінзування випромінювання від аккреційного диска в активному галактичному ядрі, група фізиків з Данії і США під керівництвом Розанни Ді Стефано (Rosanne Di Stefano) з Гарвардського університету провела комп'ютерне моделювання еволюції кластера галактик з надмасивними чорними дірами в них.
Модельований кластер являв собою обсяг простору у формі куба зі стороною близько ста мегапарсек. Як початкові дані для чисельного рахунку астрофізики взяли кілька тисяч галактик, в центрах яких знаходилися чорні діри з масами понад 100 тисяч мас Сонця. При еволюції кластера багато галактиків зливалися один з одним, і приблизно в одному випадку з тисячі чорні діри утворювали стабільну подвійну систему, тобто таку, що характерний час зміни періоду поводження чорних дір навколо загального центру мас було істотно більше самого періоду, типова величина якого склала кілька років.
Моделювання показало, що найпростіше зареєструвати лінзування подвійною системою в разі, якщо її маса має порядок 108 - 109 мас Сонця, а відношення мас чорних дір в парі дорівнює приблизно 10 - 100. Існуючі телескопи не дозволять спостерігати тонкі відмінності гравітаційного лінзування випромінювання активного галактичного ядра, викликаного подвійною системою чорних дір від лінзування однієї чорної діри, але астрофізики вважають, що споруджуваний в даний час в Чилі телескоп Віри Рубін дозволить виявити від декількох десятків до декількох сотень подвійних систем надмасивних чорних дір. Невизначеність тут пов'язана з похибками чисельного рахунку, складною і не до кінця понятою фізикою формування та еволюції галактик, що використовується при моделюванні, а також невизначеністю параметрів майбутнього телескопа.
Раніше ми вже писали про те, як гравітаційне лінзування допомогло астрономам виявити наднову, а також інтенсивно випромінюючу в рентгенівському діапазоні галактику.