Найдена самая маленькая черная дыра в центре галактики

Ее масса всего в 200 000 раз больше массы Солнца.

11 января 2022, 15:00 | Автор: Максим Григорьев

Найдена самая маленькая черная дыра в центре галактики

Черная дыра в галактике Mrk 462 - самая маленькая из сверхмассивных / NASA

Поскольку черные дыры не излучают ничего, что мы можем обнаружить, есть много вещей о черных дырах, которых мы просто не знаем.

Среди самых загадочных - сверхмассивные черные дыры, масса которых в миллионы и миллиарды раз превышает массу нашего Солнца. Поскольку черные дыры формируются из ядер массивных мертвых отдельных звезд, как сверхмассивные объекты становятся такими опасными? Новое открытие может помочь нам найти ответы на столь искомые вопросы.

В крошечной карликовой галактике на расстоянии 110 миллионов световых лет астрономы только что обнаружили одну из самых маленьких сверхмассивных черных дыр, когда-либо виденных. Масса "монстра" в сердце галактики Mrk 462 всего в 200 000 раз больше массы Солнца.

Результаты были представлены на виртуальном 239-м собрании Американского астрономического общества.

"Эта черная дыра в Mrk 462 — одна из самых маленьких сверхмассивных или чудовищных черных дыр", - сказал астроном Джек Паркер из Дартмутского колледжа. "Подобные черные дыры, как известно, трудно найти".

Его открытие предполагает, что сверхмассивные черные дыры - по крайней мере, некоторые из них - вырастают из семян звездной массы, менее чем в 100 раз превышающей массу Солнца, а не формируются уже большими и становятся все больше.

Одна из заноз, которая прочно вонзилась в модель звездной массы, - это открытие множества сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Трудно примирить рост крошечного семени звездного ядра с гигантской сверхмассивной черной дырой за короткий промежуток времени, в котором эти объекты появились после Большого взрыва.

Другая возможность состоит в том, что в ранней Вселенной огромные, плотные облака газа и пыли непосредственно коллапсировали в более крупные черные дыры, масса которых в десятки тысяч раз превышала массу Солнца, создавая более крупную отправную точку, из которой могут расти сверхмассивные черные дыры.

И это дает нам метод определения вероятности каждого сценария, потому что модель прямого коллапса - редкий процесс. Это означает, что мы можем ожидать относительно небольшого числа карликовых галактик, содержащих сверхмассивные черные дыры, по сравнению с моделью звездного семени.

Однако есть одна загвоздка. В карликовых галактиках действительно трудно увидеть черные дыры в ядре. В более крупных галактиках астрономы могут использовать орбиту звезд в центре, чтобы сделать вывод о центральной черной дыре, но карликовые галактики слишком малы и тусклы для этого.

Другой метод заключается в поиске чрезвычайно яркого высокоэнергетического излучения, такого как рентгеновские лучи. Это предполагает черную дыру, которая активно аккрецирует материал, нагревая его до таких безумных температур, что он испускает высокоэнергетический свет.

Исследователи сделали именно это, используя рентгеновскую обсерваторию Чандра для изучения восьми карликовых галактик, которые, согласно оптическим данным, могут содержать активную сверхмассивную черную дыру. Только Mrk 462 показал рентгеновскую сигнатуру питающейся сверхмассивной черной дыры с массой примерно в 200 000 раз больше массы Солнца.

Но было и что-то особенное. Соотношение высокоэнергетического рентгеновского излучения и низкоэнергетического рентгеновского излучения предполагает, что черная дыра была сильно скрыта или "погребена" густым облаком пыли.

Это может склонить чашу весов в сторону сценария звездного семени.

"Поскольку спрятанные черные дыры еще труднее обнаружить, чем открытые, обнаружение этого примера может означать, что существует гораздо больше карликовых галактик с похожими черными дырами", - сказал астроном Райан Хикокс из Дартмутского колледжа.

Недавние исследования показывают, что это может быть так. В последние несколько лет, астрономы находят неуловимые среднем черных дыр в карликовых галактиках и остатки от карликовых галактик. Это также может поддержать идею о том, что сверхмассивные черные дыры могут довольно быстро расти из семян звездной массы.

По мере совершенствования наших технологий и приемов, возможно, мы можем ожидать обнаружения большего количества детенышей черных дыр, которые ранее ускользали от обнаружения.

"Мы не можем сделать однозначных выводов из одного примера, но этот результат должен стимулировать гораздо более обширные поиски скрытых черных дыр в карликовых галактиках", — сказал Паркер. "Мы взволнованы тем, что мы могли бы узнать".

Исследование было представлено виртуально на 239-м собрании Американского астрономического общества.

Напомним, ранее сообщалось, что астрономы заглянули в сердце Млечного Пути.