В поисках начала Черной дыры
Галактика NGC 4395 в инфракрасном свете. Это карликовая галактика является относительно небольшой по сравнению с нашей галактикой Млечный Путь, которая в 1000 раз массивнее.
Как вырастает сверхмассивная черная дыра, с массой от миллиона до миллиарда раз больше, чем масса нашего Солнца? Астрономы не знают ответ, но новое исследование с использованием инфракрасного космического телескопа WISE, возможно покажет космические семена, из которых прорастают черные дыры. Результаты должны помоч ученым собрать воедино информацию об эволюции сверхмассивных черных дыр — мощнейших объектов, которые доминируют во всех сердца галактик.
Вырастить черную дыру не так просто, как посадить семена в почву и полить водой. Массивные объекты плотной материи, буквально бездонные ямы; все, что попадает за горизонт событий черной дыры, никогда не вернется обратно. Они очень разные. Самые маленькие — в несколько раз больше, чем наше Солнце, появляются из взрывающихся звезд. Самые большие из этих темных монстров, в миллиарды раз превышают массу нашего Солнца, со временем они растут вместе с их галактиками, глубоко в недрах. Но как устроен этот процесс, является постоянной загадкой для астрономов.
Исследователи, использующие телескоп WISE обратились к этому вопросу, глядя на черные дыры в небольших, «карликовых» галактиках. Эти галактики не претерпели особых изменений, они более древние, чем их более тяжелые коллеги. В некотором смысле, они напоминают типы галактик, которые могли бы существовать, когда Вселенная была молодой. Таким образом, ученые предлагают заглянуть в питомники сверхмассивных черных дыр.
В этом новом исследовании, используя данные со всего неба, полученные телескопом WISE в инфракрасном свете, были обнаружены около сотни карликовых галактик, в которых могут скрываться черные дыры могут. Инфракрасный свет, который собирает WISE, проходит сквозь пыль в отличие от видимого света, так что появляется возможность обнаружить скрытые черные дыры. Исследователи обнаружили, что черные дыры карликовых галактик могут быть от 1000 до 10000 раз больше массы нашего Солнца — больше, чем ожидалось для этих маленьких галактик.
«Наши результаты показывают, что семена сверхмассивных черных дыр сами довольно массивные «, сказал Шобита Сатапал (Shobita Satyapal) из университета Джорджа Мэйсона, Фэйрфакс, штат Вирджиния. Шобита Сатапал является ведущим автором статьи, опубликованной в мартовском номере Astrophysical Journal.
Даниэль Стерн (Daniel Stern), астроном, специализирующийся на черных дырах из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, штат Калифорния, который не участвовал в новом исследовании, говорит, что исследование демонстрирует невероятные возможности телескопа WISE в обследовании всего неба, чтобы найти самые редкие черные дыры. Это именно то, для чего WISE был разработан — чтобы найти интересные объекты, которые выделяются из общей массы.
Новые наблюдения обнаружили доводы против одной популярной теории роста черных дыр, согласно которой объекты увеличиваются в размерах в результате столкновения галактик. Когда наша Вселенная была молодой, галактики, скорее всего, врезались друг в друга и объединялись. В этом случае, сверхмассивные черные дыры увеличились в размерах через ряд галактических слияний.
Открытие черных дыр в карликовых галактиках, которые имеют гораздо больший размер, чем ожидалось, предполагает, что галактические слияния не нужны для создания больших черных дыр. Карликовые галактики не имеют историю галактических столкновений, и все же их черные дыры уже имеют относительно большие размеры.
Вместо этого, сверхмассивные черные дыры могут формироваться на ранних этапах развития Вселенной. Возможно, они могли бы расти в гармонии с их галактиками, питаясь окружающим газом.
«Мы до сих пор не знаем, как формируется чудовищные черные дыры, которые находятся в галактических центрах «, сказал Сатапал. «Но найденные большие черные дыры в крошечных галактиках показывают нам, что большие черные дыры были как-то созданы в ранней Вселенной, до того как галактики столкнулись с другими галактиками».
