Найдена гигантская блуждающая черная дыра
Черная дыра перемещается по галактике.
Мы склонны думать о сверхмассивных черных дырах как о относительно неподвижных объектах: они сидят и бьются посреди галактики, в то время как все остальное вращается вокруг нее. Н
о это не всегда так, и теперь у астрономов есть лучшие доказательства существования сверхмассивной черной дыры, которая не только движется через Вселенную, но и перемещается внутри своей галактики. У него есть муравьи в штанах и ведьмы в штанах, и хотя непонятно почему, возможные объяснения действительно захватывают.
"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 пнуть футбольный мяч - понимая, что в этом случае "шар для боулинга" - это в несколько миллионов раз больше массы нашего Солнца. Для этого потребуется довольно сильный удар".
Поймать странствующую сверхмассивную черную дыру на месте преступления - 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 думали, что им, возможно, 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.
В мегамазере есть дополнительный ингредиент к этой формуле: такие молекулы, как гидроксил, вода, формальдегид и метин, которые усиливают светимость ядра в микроволновом диапазоне.
Используя метод, называемый интерферометрией с очень длинной базой, который объединяет наблюдения с сети антенн радиотелескопов, чтобы эффективно создать одну огромную тарелку для наблюдений, скорости этих мегамазеров могут быть измерены очень точно.
Изучая, в частности, мегамазеры воды, 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?" сказал он. "Мы ожидаем, что они будут иметь одинаковую скорость. Если они этого не сделают, это означает, что черная дыра была нарушена".
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, скрывающихся в центре Галактики, как паук в паутине.
Однако один из них вел 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, казалось, движется со скоростью, значительно отличающейся от скорости остальной части галактики.
Согласно анализу команды, скорость сверхмассивной черной дыры составляет около 4810 километров в секунду (2990 миль в секунду). С другой стороны, нейтральный водород галактики, похоже, 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 там все колеблется.
Есть несколько возможных объяснений. Галактика может постоянно сталкиваться с другим массивным объектом, например, с другой галактикой. Сверхмассивная черная дыра могла столкнуться с другой сверхмассивной черной дырой, вызвав удар отдачи, который вытолкнул черную дыру из положения; колебание может быть связано с тем, что галактика и черная дыра снова оседают.
Или у черной дыры может быть невидимый двойной спутник - два объекта, вращающиеся вокруг общего центра тяжести внутри галактического ядра.
"Несмотря на все ожидания, что они действительно должны быть там в некотором количестве, ученым было трудно идентифицировать четкие примеры двойных сверхмассивных черных дыр", - сказал Пеше.
"То, что мы можем видеть в галактике J0437 + 2456, является одной из черных дыр в такой паре, а другая остается скрытой для наших радионаблюдений из-за отсутствия мазерного излучения".
Если это отдача или двойной спутник, это было бы необычайной новостью для астрофизики. Есть много безответных вопросов о сверхмассивных черных дырах, например, как они становятся такими большими и могут ли сверхмассивные двойные черные дыры сократить последний парсек расстояния между ними. Свидетельства существования сверхмассивных двойных черных дыр и слияний могут помочь нам ответить на эти вопросы.
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.
