RW Space

Время от времени звездный объект летает по космосу, как белый кролик, и очень поздно приближается к очень важной дате.

Теперь астрономы впервые подтвердили наличие сверхмассивной черной дыры, масса которой по крайней мере в 10 миллионов раз превышает массу Солнца, каким-то образом вылетевшей из родительской галактики с потрясающей скоростью 954 километра (593 мили) в секунду – это 0,32 процента скорости свет.

Это не самый быстрый убегающий звездный объект, когда-либо наблюдавшийся, но огромная сила гравитационного удара, необходимая для того, чтобы отправить черную дыру такой массы с такой скоростью в окологалактическую среду, просто поражает воображение.

По теме: У нас есть новый рекорд самой быстрой звезды, приближающейся к сверхмассивной черной дыре

О черной дыре, которая теперь называется RBH-1, впервые сообщили в 2023 году — это массивный объект, время путешествия света которого составляет 7,5 миллиардов лет, проносящийся через пространство, с огромной головной ударной волной перед ним и следом звездообразования, простирающимся на 200 000 световых лет позади него.

улики, казалось, рисовали четкую картину побега. Теперь это было подтверждено в ходе последующих наблюдений под руководством астрофизика Питера ван Доккума из Йельского университета с использованием ближнего инфракрасного инструмента NIRSpec компании JWST. RBH-1 действительно летит через самые внешние края своей галактики в межгалактическое пространство.

То, как это произошло, возможно, еще более захватывающе. Исследователи полагают, что событием, которое дало RBH-1 толчок в пространстве-времени, скорее всего, была гравитационная отдача от слияния сверхмассивных черных дыр.

Эти результаты, — пишут они в препринте, загруженном на arXiv, — подтверждают, что след вызван сверхзвуковой убегающей сверхмассивной черной дырой, давно предсказанным последствием гравитационно-волновой отдачи или выброса множества тел из галактики. ядер.»

Сверхмассивные черные дыры имеют тенденцию объединяться, как пауки и их паутины. Галактики собираются и растут вокруг черных дыр, их эволюция определяется гравитацией и поведением гигантских ядерных черных дыр в их центрах.

Это не означает, что черная дыра должна оставаться на месте. Согласно теории, достаточно большое разрушение может вытеснить черную дыру и отправить ее блуждать по Вселенной, сопровождаемую лишь небольшим облаком материала в ее непосредственной и неумолимой хватке.

Астрономы за годы собрали множество доказательств этого механизма. Сюда входят несколько сверхмассивных черных дыр-кандидатов, выброшенных из центров своих галактик, галактика со второй сверхмассивной черной дырой на ее окраинах и даже одна галактика, у которой, похоже, вообще нет своей сверхмассивной черной дыры.

Моделирование также предполагает, что там должно быть довольно большое количество сверхмассивных черных дыр, невидимо скрывающихся во тьме межгалактического пространства.

Чтобы подтвердить, действительно ли RBH-1 является тем, чем она казалась в первоначальных наблюдениях, ван Доккум и его коллеги использовали JWST для составления карты распределения скоростей головной ударной волны перед черной дырой, когда она врезается в окологалактическую среду и сжимает ее – разреженный газ и пыль, окружающие родительскую галактику.

По сути, вся структура – головная ударная волна, черная дыра и след звездообразования позади – слегка наклонена к нам, черная дыра ближе, а след дальше. Такое совпадение ориентации позволило исследователям измерить свет от нагретого ударной волной газа в головной ударной волне.

Когда что-то движется к нам, длина волны его света слегка сжимается в сторону более синего конца спектра – явление, известное как синее смещение. Исследователи измерили синее смещение перед и за головной ударной волной и обнаружили резкую и резкую разницу в скоростях.

Материал за фронтом ударной волны движется на 600 километров в секунду быстрее, чем материал перед ней, и расстояние между ними лишь небольшое. Они также обнаружили, что газ вокруг внешних краев головной ударной волны смещается в красную сторону по мере удаления от нас.

Эта общая структура, как обнаружили исследователи, может быть создана только высокоскоростным массивным объектом, движущимся вперед со скоростью около 954 километров в секунду.

Следующий вопрос: как, черт возьми, это происходит? В своей исследовательской работе исследователи предположили, что этот механизм, скорее всего, представляет собой трехчастичное гравитационное взаимодействие между тремя сверхмассивными черными дырами, объединенными в результате слияния галактик.

Имея более точные измерения, они теперь полагают, что наиболее вероятным объяснением является слияние двух сверхмассивных черных дыр, которые объединились после слияния родительских галактик. Когда они слились вместе, образовав одну сверхмассивную черную дыру, асимметричное высвобождение гравитационной энергии вызвало бы удар отдачи, который отправил бы новообразованную черную дыру в полет.

Измеренная скорость RBH-1 и масса галактики, которую она оставила после себя, полностью согласуются с моделями этого процесса.

«Мы назвали объект RBH-1, признавая, что это первая подтвержденная убегающая сверхмассивная черная дыра», — заявили исследователи. напишите.

«RBH-1 — это эмпирическое подтверждение 50-летнего предсказания о том, что сверхмассивные черные дыры могут покидать свои родительские галактики посредством отдачи гравитационных волн или взаимодействия трех тел».

Документ доступен на сервере препринтов arXiv.