Астрономы нашли в Галактике "зародыш" сверхмассивной черной дыры
Японские астрофизики нашли в созвездии Стрельца необычайно большую черную дыру, чья масса выше солнечной примерно в 10 тысяч раз, что позволяет считать ее "зародышем" сверхмассивной черной дыры, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
"Откуда могла взяться эта черная дыра промежуточной массы? Ее вряд ли могли породить столкновения меньших черных дыр, так как для этого потребовалось бы плотное звездное скопление с массой, равной небольшой галактике. Мы полагаем, что облако CO-0.40-0.22 и черная дыра в его центре являются останками карликовой галактики, "съеденной" Млечным Путем около 200 миллионов лет назад", - пишут Томохару Ока (Tomoharu Oka) и его коллеги из университета Кейо в Йокогаме (Япония).
Наблюдения за первыми эпохами жизни Вселенной показывают, что сверхмассивные черные дыры массой в несколько миллиардов Солнц существовали уже в первых галактиках мироздания, что было бы невозможно, если бы они начали расти с "нуля", как считали ученые раньше. По этой причине астрономы достаточно давно ищут так называемые "черные дыры промежуточной массы", которые могли возникнуть в ходе прямого коллапса видимой или темной материи и послужить "зародышами" для рождения сверхмассивных дыр.
Открытие Ока и его коллег не является первым кандидатом на роль подобного "потерянного звена" эволюции сверхмассивных черных дыр - главным претендентом на эту роль является черная дыра X-2 в галактике M82, открытая еще в 2006 году.
Помимо M82 X-2 на роль первого известного нам объекта промежуточной массы претендуют еще три рентгеновских источника - HLX-1 в созвездии Феникса, "катапультированный" из галактики ESO 243-49, а также черная дыра NGC2276-3c в галактике NGC2276 и объект GCIRS 13E в Млечном Пути. Многие астрономы подозревают, что эти объекты на самом деле не являются черными дырами, так как их первооткрыватели пока не могут точно измерить их массу и другие физические свойства. Кроме того, их масса является относительно небольшой, превышая солнечную лишь в 1-2 тысячи раз.
Как рассказывает Ока, изучение и поиск этих "потерянных звеньев" осложняется тем, что они, как и большинство "обычных" черных дыр, фактически являются невидимыми для нас, так как они притягивают и поглощают слишком мало материи, чтобы сформировать светящийся диск аккреции, окружающий сверхмассивные черные дыры. Фактически, их присутствие в том или ином уголке космоса можно зафиксировать лишь по тому, как они влияют на движение близлежащих звезд и других сгустков материи.
Руководствуясь этой идеей, японские астрономы уже почти десять лет наблюдают за светилами и газопылевыми облаками, движущимися необычно быстро по сравнению со своими ближайшими соседями. Несколько лет назад их внимание привлекло облако CO-0.40-0.22 - относительно плотное скопление газа диаметром в 15 световых лет, вращающееся вокруг центра Галактики на расстоянии в 180 световых лет от сверхмассивной черной дыры Sgr A*.
Наблюдая за ним при помощи радиотелескопа ALMA, ученые обнаружили, что потоки газа в нем движутся аномально быстро, гораздо быстрее других объектов в центральной части Млечного Пути. Наблюдая за ними дальше, ученые пришли к выводу, что газ вращается вокруг очень плотного и тяжелого компактного объекта в центре CO-0.40-0.22, невидимого для ALMA.
Проследив за ним при помощи других телескопов, японские ученые обнаружили, что "невидимка" в центре облака излучает небольшое количество рентгеновских волн. Их спектр был почти идентичен тому, который вырабатывала Sgr A*, но их плотность была примерно в 500 раз меньше, чем у главной черной дыры Млечного Пути.
Подобные результаты наблюдений, как отмечает Ока, натолкнули его команду на единственный возможный вывод - им удалось найти "зародыш" сверхмассивной черной дыры, чья масса выше солнечной, как показывают расчеты ученых, примерно в 10 тысяч раз. Это делает ее крупнейшей черной дырой Млечного Пути после Sgr A* (4-5 миллионов Солнц).
Как она попала в центр Галактики, и что с ней будет происходить дальше, ученые пока не знают, но планируют выяснить в ходе последующих наблюдений. Кроме того, Ока и его коллеги полагают, что аналогичные черные дыры могут скрываться в других облаках газа, что они также планируют проверить в ближайшее время.
