Тайна, окружающая скопление галактик Abell 2261, становится все глубже. В этой огромной структуре отсутствует сверхмассивная черная дыра, которая, по мнению астрономов, должна быть в 3–100 миллиардов раз больше массы нашего Солнца. Обширные поиски с помощью рентгеновской обсерватории "Чандра" и телескопа "Хаббл" оказались безуспешными.
«Затерянная» черная дыра должна находиться в центре огромного скопления галактик Abell 2261, которое находится примерно в 2,7 миллиарда световых лет от Земли. Однако поиск объекта, который ведется более 20 лет, не дал результатов.
Поиск пропавшей черной дыры
Почти каждая большая галактика во Вселенной имеет в центре сверхмассивную черную дыру с массой в миллионы или миллиарды раз больше массы нашего Солнца. Поскольку масса центральной черной дыры обычно связана с массой самой галактики, астрономы ожидали найти гигантский объект в центре Abell 2261, одного из крупнейших во Вселенной.
Ученые уже изучали центральную область скопления галактик Abell 2261 в 1999 и 2004 годах в поисках доказательств существования черной дыры. Ядра галактик содержат большое количество пыли и газов. Здесь также есть значительные популяции звезд. Когда газы, пыль или звезды подходят слишком близко, они спускаются по спирали к черной дыре, нагреваясь до огромных температур и производя рентгеновские лучи - так черные дыры проявляют свое присутствие. Однако ничего подобного в центре скопления Abell 2261 не наблюдалось.
В 2018 году более длительные наблюдения проводились с помощью рентгеновской обсерватории Чандра. Полученные данные были проанализированы командой под руководством Кайхана Гултекина из Мичиганского университета. Результаты исследования будут опубликованы в журнале Американского астрономического общества и теперь доступны онлайн в базе данных препринтов arxiv.org.
Черная дыра в гиганте?
В центре скопления галактик обычно находится галактика, которая доминирует над остальной частью скопления. То же самое и с Abell 2261. Центральная и самая яркая галактика в скоплении, A2261-BCG, представляет собой мощную структуру. Его диаметр составляет около миллиарда световых лет. По сравнению с ним наш Млечный Путь примерно в 10 раз меньше. Оптические данные показывают, что центр галактики заполнен звездами, но в центре галактики нет черной дыры.
Однако у исследователей есть зацепка. Известно, что галактики могут сливаться друг с другом. То же самое и с черными дырами. Ученые рассмотрели концепцию того, является ли галактика A2261-BCG на самом деле слиянием двух или более галактик. Когда черные дыры объединяются, они создают гравитационные волны. Если бы такие волны излучались с большей силой в одном направлении, весь объект мог бы проецироваться в противоположном направлении. Теоретически черную дыру можно спроецировать далеко от центра галактики.
Однако астрономы не нашли убедительных доказательств в поддержку этой теории. Они также не знают, столкнулись ли сверхмассивные черные дыры в центре наблюдаемой галактики. До сих пор наблюдались слияния более мелких объектов, поэтому возможное слияние сверхмассивных черных дыр чрезвычайно интересно для ученых.
Тайна без решения
Оптические данные показывают, что самое плотное звездное скопление в галактике находится на расстоянии более 2000 световых лет от своего центра. Когда галактики сливаются, сверхмассивные черные дыры могут вступить в собственное гравитационное взаимодействие. Исследователи полагают, что в такой ситуации черные дыры обязательно будут взаимодействовать с окружающими звездами и выбрасывать их из центра галактики. Это объяснило бы концентрацию звезд за пределами центра. Комбинация двух сверхмассивных черных дыр также может иметь такой эффект.
Но в анализируемой области, несмотря на многолетние исследования, не удалось найти рентгеновские лучи, которые указали бы на существование там черной дыры. Поэтому авторы пришли к выводу, что: либо в центре скопления Abell 2261 нет черной дыры, либо она втягивает материал слишком медленно, чтобы произвести обнаруживаемый рентгеновский сигнал, что делает его невидимым для нас.
Тайна местонахождения гигантской черной дыры остается неразгаданной. Хотя недавние поиски оказались безуспешными, у астрономов есть надежда. После запуска космического телескопа имени Джеймса Уэбба исследования будут повторены.
Источник: Рентгеновский центр Чандра
