Астрономы, использующие рентгеновский телескоп Чандра, и 6,5-метровый телескоп Клэй (Clay) в Чили выявили наименьшую известную сверхмассивую черную дыру, когда-либо обнаруженную в центре галактики. Эта чорная дыра- оксюморон может дать ключ к тому, как формируются большие черные дыры, возникающие вместе с их галактиками 13 миллиардов лет или более назад.
По оценкам астрономов эта сверхмассивная черная дыра имеет массу в около 50000 раз больше массы Солнца. Это меньше, чем половина массы предыдущей наименьшей черной дыры в центре галактики.
"Это может показаться противоречивым, но найти такую "маленькую" большую черную дыру очень важно", сказал Вивьен Бальдассаре из Университета Мичигана в Энн-Арбор, первый автор результатов наблюдений, опубликованных в Astrophysical Journal Letters. "Мы можем использовать наблюдения легчайших сверхмассивных черных дыр, чтобы лучше понять, как растут черные дыры разных размеров."
Крошечная сверхмассивная черная дыра находится в центре карликовой дискообразной галактики, называемой RGG 118, расположенной примерно в 340 млн световых лет от Земли, и была первоначально обнаружена с помощью обзорных наблюдений Sloan Digital Sky Survey.
Исследователи оценили массу этой черной дыры, изучая движение холодного газа вблизи центра галактики, используя данные в видимом свете полученные на телескопе Клэй. Они использовали рентгеновские данные Чандры, чтобы выяснить яркость горячего газа закручеваемого к черной дыре. Они обнаружили присутствие давление излучением чёрной дыры этого горячего газа наружу, оно составляет около 1 процента от силы гравитации черной дыры, направленной внутрь, в этом проявляется соответствие свойств RGG 118 другим сверхмассивным черным дырам.
Также, ученые отметили связь между массой сверхмассивных черных дыр и диапазоном скоростей вращения звезд в центре их галактик. Эта связь имеет место и для RGG 118 и её черной дыры.
"Мы обнаружили, что эта малая сверхмассивная черная дыра ведет себя очень схоже с её большими, а в некоторых случаях значительно большими, сёстрами", говорит соавтор Эми Рейнес из университета Мичигана. "Это говорит нам о том, что черные дыры растут схожим образом независимо от их размера."
Черная дыра в RGG 118 почти в 100 раз меньше, чем сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути. Она, также, в около 200000 раз менее массивна, чем черные дыры, найденные в центрах других галактик.
Астрономы пытаются понять формирование черных дыр в мллиард солнечных масс, менее чем в миллиард лет после Большого Взрыва, но многие из них невозможно обнаружить при помощи современных технологий. Черная дыра в RGG 118 дает астрономам возможность изучать неподалеку небольшую сверхмассивную черную дыру.
Астрономы полагают, что сверхмассивные черные дыры могут образовываться из большого облака газа, массой от 10000 до 100000 раз больше, чем Солнце, которое коллапсирует в черную дыру. Многие из этих черных дыр в дальнейшем, сливаясь, образуют более крупные сверхмассивные черные дыры. Вторая модель предлагает что, сверхмассивная черная дыра может происходить от гигантских звезд, примерно в 100 раз больше массы Солнца, которые в конечном итоге эволюционируют в черную дыру, после того как в них кончается топливо и они разрушаются.
"У нас есть эти две основные идеи о том, как рождаются сверхмассивные черные дыры," сказала Елена Галло из Университета Мичигана. "Эта черная дыра в RGG 118 служит в качестве примера того, что происходило в очень ранней Вселенной и, в конечном счете, может помочь нам решить, какой из двух вариантов является правильным."
Исследователи продолжают искать другие сверхмассивные черные дыры, которые сопоставимы по размеру или даже меньше, чем в RGG 118, чтобы помочь решить, какая из моделей является более точной и для совершенствования нашего понимания того, как эти объекты растут.
Шайдуров Андрей
по материалам nasa.gov