В галактике «Космическая подкова» обнаружена чёрная дыра, масса которой в 36 миллиардов раз превышает массу нашего Солнца. Этот космический колосс близок к верхнему пределу того, что, по мнению астрофизиков, возможно для размеров чёрной дыры.
Галактика «Космическая подкова» на самом деле представляет собой систему из двух галактик. Одна галактика находится дальше от Земли, а другая — на воображаемой линии между более удалённой галактикой и нами.
Благодаря гравитационному линзированию более удалённая галактика выглядит как почти полное кольцо или подкова. Массивная чёрная дыра находится в центре ближайшей галактики примерно в 5,6 миллиарда световых лет от Земли.
Об открытии подробно рассказано в статье, опубликованной в журнале «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества».
«Это одна из десяти самых массивных чёрных дыр, когда-либо обнаруженных, и, вполне возможно, самая массивная», — говорит соавтор Томас Коллетт из Университета Портсмута, Великобритания.
«Космическая подкова» — не обычная галактика. Это «группа-окаменелость» — конечное состояние наиболее массивных плотных структур во Вселенной. Они возникают, когда несколько меньших гравитационно связанных галактик сливаются в одну.
«Вероятно, все сверхмассивные чёрные дыры, которые изначально находились в сопутствующих галактиках, также слились, образовав ультрамассивную чёрную дыру, которую мы обнаружили», — объясняет Коллетт. «Таким образом, мы наблюдаем конечное состояние формирования галактик и конечное состояние формирования чёрных дыр».
Обнаружение чёрной дыры в «Космической подкове»
Томас Коллетт объясняет, что размер галактик и их центральных чёрных дыр тесно связан, поскольку при росте галактик они могут направлять материю на центральную чёрную дыру.
«Часть этой материи увеличивает чёрную дыру, но большая её часть излучается в виде невероятно яркого источника, называемого квазаром. Эти квазары выбрасывают огромное количество энергии в галактики-хозяева, что препятствует конденсации газовых облаков в новые звёзды», — говорит Коллетт.
Чёрная дыра в «Космической подкове» не активна, что делает её обнаружение ещё более впечатляющим достижением.
«Это открытие было сделано для «спящей» чёрной дыры — той, которая в момент наблюдения не поглощает материал активно», — говорит ведущий исследователь Карлос Мело, кандидат наук в Федеральном университете Риу-Гранди-ду-Сул в Бразилии. «Её обнаружение основывалось исключительно на её огромном гравитационном притяжении и влиянии на окружающее пространство».
«Особенно интересно то, что этот метод позволяет нам обнаруживать и измерять массу этих скрытых ультрамассивных чёрных дыр по всей Вселенной, даже когда они абсолютно бесшумны», — добавляет Мело.
«Космическая подкова» — это «группа-окаменелость», то есть конечное состояние наиболее массивных плотных структур во Вселенной. Такие структуры возникают, когда несколько меньших гравитационно связанных галактик сливаются в одну.
«Космическая подкова» — не единственная ультрамассивная чёрная дыра. Например, TON 618 примерно в 66 миллиардов раз больше Солнца. Однако TON 618 находится на расстоянии около 18,2 миллиарда световых лет, и определить его размер непросто.
Астрономы обнаружили чёрную дыру в «Космической подкове» с помощью гравитационного линзирования и звёздной кинематики. Звёздная кинематика — это анализ движения звёзд вокруг чёрной дыры: их скорости, орбит, расстояний и так далее. Такое исследование — лучший способ определить размер чёрной дыры, но оно усложняется, если объект находится далеко.
Чёрная дыра в «Космической подкове» заставляет звёзды во внутренней галактике двигаться чрезвычайно быстро — около 400 километров в секунду! Это 0,1% скорости света и более чем в 13 раз быстрее, чем скорость, с которой Земля вращается вокруг Солнца.