Обнаружена «беспокойная» черная дыра, таинственно блуждающая в космосе
Мы склонны думать о сверхмассивных черных дырах как о относительно неподвижных объектах: они находятся в центрах галактик, в то время как все остальное вращается вокруг них.
Но это не всегда так, и теперь у астрономов есть лучшие доказательства существования сверхмассивной черной дыры, которая не только движется во Вселенной, но и в пределах своей галактики.
«Мы не ожидаем, что большинство сверхмассивных черных дыр будет двигаться; они обычно довольствуются тем, что просто сидят без дела», — объяснил астроном Доминик Пеше из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики.
«Они настолько тяжелые, что их трудно заставить двигаться. Подумайте, насколько сложнее привести в движение шар для боулинга, чем футбольный мяч — понимая, что в этом случае «шар для боулинга»- в несколько миллионов раз больше массы нашего Солнца. Для этого потребуется довольно сильный удар».
Поймать сверхмассивную черную дыру в движении — нелегкая задача. Их можно найти только в огромных пространствах космоса, от миллионов до миллиардов световых лет; на таких расстояниях изолировать движение одного объекта — даже если этот объект является сверхмассивной черной дырой — в целой галактике является сложной задачей.
Пеше и его команда предполагали, что им повезет с галактическим ядром, называемым мегамазером. Это тип активной сверхмассивной черной дыры с аккреционным диском из газа и пыли, который накапливается на ней, генерируя огромное количество тепла и света.
Используя метод, называемый интерферометрией с очень длинной базой, который объединяет наблюдения с сети антенн радиотелескопов для эффективного создания одной огромной тарелки для наблюдений, скорости мегамазеров могут быть измерены очень точно.
Пеше и его коллеги надеялись идентифицировать любые сверхмассивные черные дыры, движущиеся с другой скоростью, чем окружающая их галактика.
«Мы спросили: совпадают ли скорости черных дыр со скоростями галактик, в которых они находятся?». «Мы ожидаем, что они будут иметь одинаковую скорость. Если это не так, значит черная дыра движется быстрее».
Команда внимательно изучила 10 мегамазеров, сравнивая данные о скорости черной дыры с данными наблюдений за всей галактикой. Конечно, девять из них соответствовали нашим ожиданиям относительно сверхмассивных черных дыр.
Однако одна из них вела себя иначе. Спиральная галактика J0437 + 2456, расположенная на расстоянии около 228 миллионов световых лет от нас, имеет сверхмассивную черную дыру, примерно в 3 миллиона раз превышающую массу Солнца, которая, движется со скоростью, значительно отличающейся от скорости остальной части галактики.
Согласно анализу команды, скорость сверхмассивной черной дыры составляет около 4810 километров в секунду. С другой стороны, нейтральный водород галактики, удаляется со скоростью 4910 километров в секунду. Согласно наблюдениям за движением звезд и газов, скорость внутренней области галактики составляет 4860 километров в секунду.
Поскольку все эти измерения довольно сильно отличаются друг от друга, а вся скоростная структура галактики кажется довольно сложной, трудно точно сказать, почему так происходит.
Есть несколько возможных объяснений. Галактика может сталкиваться с другим массивным объектом, например, с другой галактикой. Сверхмассивная черная дыра могла столкнуться с другой сверхмассивной черной дырой, вызвав отдачу, которая вытолкнула черную дыру.
Или у черной дыры может быть невидимый двойной компаньон, два объекта, вращающиеся вокруг общего центра тяжести внутри галактического ядра.
Это отличная новость и для нас здесь, в Млечном Пути: поскольку мы находимся в нескольких миллиардах лет от галактического слияния, очень мало шансов, что в нашей сверхмассивной черной дыре Стрелец A* в ближайшее время разовьется страсть к путешествиям.
Команда надеется провести больше наблюдений за галактикой и ее своеобразным ядром, чтобы попытаться сузить причину ее странного поведения.
Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.
Источники: Фото: (Sloan Digital Sky Survey)
