Черные дыры, которые мы наблюдаем во Вселенной, обычно делятся на две категории: маленькие черные дыры размером со звезду (с точки зрения массы) и гигантские черные дыры, скрывающиеся в центрах галактик. Открытие новой черной дыры в крошечной галактике IC 750 теперь проливает свет на область между этими крайностями.
Черные дыры со звездными массами до 100 масс Солнца находятся в миллионах галактик. Также считается, что большинство галактик содержат только одну сверхмассивную черную дыру с массой от миллионов до десятков миллиардов солнечных масс, расположенную в центре галактики.
Интересно, что масса этих центральных черных дыр, по-видимому, неразрывно связана с массой родительской галактики. Эмпирическое соотношение, известное как M-σ, показывает корреляцию между массой центральной черной дыры и размахом скоростей звезд в центральной выпуклости родительской галактики, которая используется для оценки массы выпуклости. Связь M-σ и другие аналогичные отношения показывают, что черные дыры, кажется, растут вместе со своими родительскими галактиками по всей Вселенной.
Если соотношение M-σ выполняется в широком диапазоне масс, мы ожидаем найти меньшие массивные черные дыры в сердцах особенно маломассивных галактик. До сих пор свидетельств существования этих центральных черных дыр с малой массой было немного. Однако новое исследование Ингиин Зау (Нью-Йоркский университет Абу-Даби, ОАЭ) обнаружило присутствие сверхмассивной черной дыры с необычно малой массой для этих объектов в одной из галактик.
Зан и ее коллеги использовали систему очень длинной базы (VLBA) для получения радионаблюдений маломассивной галактики IC 750.
В ядре галактики астрономы обнаружили излучение водяных мазеров, скоплений молекул воды, которые естественным образом испускают радиочастотное излучение в процессе, аналогичном лазерному излучению. Излучение мазеров показывает, что они вращаются вокруг диска вокруг компактной центральной массы - массивной черной дыры - и Зан и его коллеги использовали их движение, чтобы измерить массу, захваченную на их орбите, отметив верхний предел массы этой черной дыры.
Затем авторы обработали и проанализировали общедоступные данные на нескольких длинах волн, чтобы понять местоположение черной дыры и измерить свойства ее родительской галактики.
Гол? Центральная массивная черная дыра в IC 750 явно легкая, с верхним пределом массы в 140 000 солнечных масс (фактически, менее этой массы). Это не только чрезвычайно мало для центральной черной дыры, но также чрезвычайно легкое, даже по отношению к массе родительской галактики: черная дыра в IC 750 на два порядка ниже, чем она должна быть в соотношении M-σ. !
Что происходит с этим необычным объектом? Есть два возможных объяснения: либо имеется больший разброс на конце отношения M-σ с малой массой, либо соотношение масштабирования просто иное для галактик с малой массой. Последний вариант подтверждается некоторыми моделями, которые предполагают, что черные дыры не растут эффективно в галактиках с малой массой.
Хотя мы еще не знаем, какое объяснение более вероятно, больше наблюдений, подобных представленным здесь, в конечном итоге заполнят нашу картину этих массивных и легких монстров.
