Астрофизики предложили способ наблюдения за тем, что может быть второй ближайшей сверхмассивной черной дырой к Земле: гигант с массой в 3 миллиона Солнц находится в карликовой галактике Лев I.
Сверхмассивная черная дыра, получившая обозначение Лев I*, была впервые предложена независимой группой астрономов в конце 2021 года. Команда отметила, что звезды набирают скорость по мере приближения к центру своей родной галактики Лев I, что свидетельствует о наличии черной дыры, но получить прямое изображение излучения черной дыры было невозможно.
Теперь астрофизики CfA Фабио Пакуччи и Ави Леб предлагают новый способ проверки наличия сверхмассивной черной дыры; их работа описана в статье, опубликованной 28 ноября 2022 года в The Astrophysical Journal Letters.
Черные дыры — очень неуловимые объекты, и иногда они любят играть с нами в прятки, — говорит Фабио Пакуччи, ведущий автор исследования. Лучи света не могут покинуть их горизонт событий, но окружающая их среда может быть чрезвычайно яркой, если в их гравитационный колодец попадет достаточное количество материи. Но если черная дыра не накапливает массу, она не излучает свет и ее становится невозможно обнаружить с помощью наших телескопов.
Такова задача, стоящая перед Львом I, карликовой галактикой, настолько лишенной газа, пригодного для аккреции, что ее часто называют «ископаемым». Так должны ли мы отказаться от всех надежд увидеть сверхмассивную черную дыру в ее центре? Возможно, нет, говорят астрономы.
В нашем исследовании мы предположили, что небольшое количество массы, потерянной из-за звезд, блуждающих вокруг черной дыры, может обеспечить скорость аккреции, необходимую для ее наблюдения, — объясняет Пакуччи. Старые звезды становятся очень большими и красными — мы называем их красными гигантами. Красные гиганты обычно имеют сильные звездные ветры, которые переносят часть их массы в окружающую среду. Пространство вокруг Льва I*, по-видимому, содержит достаточное количество этих древних звезд.
По словам соавтора исследования Ави Леба, наблюдение за Львом I* может стать прорывом. Это будет вторая ближайшая к нам сверхмассивная черная дыра после той, что находится в центре нашей Галактики, хотя сама карликовая галактика в тысячу раз менее массивна, чем Млечный Путь. Этот факт бросает вызов всему, что мы знаем об эволюции галактик и их центральных сверхмассивных черных дыр. Как гигант размером со Стрелеца A* мог зародиться в центре карликовой сферической галактики?
Десятилетия исследований показывают, что в центре большинства массивных галактик находится сверхмассивная черная дыра, масса которой составляет одну десятую процента от общей массы окружающих ее звезд.
В случае с Львом I мы ожидаем гораздо меньшую черную дыру. Вместо этого она, похоже, содержит черную дыру, в несколько миллионов раз превышающую массу Солнца, аналогичную той, что находится в Млечном Пути. Это захватывающе, потому что наука имеет тенденцию двигаться вперед больше всего, когда происходит что-то неожиданное, — продолжает Леб.
Итак, когда мы можем ожидать изображение этой черной дыры?
Команда получила телескопическое время на рентгеновском космическом телескопе Чандра и радиотелескопе Very Large Array в Нью-Мексико и теперь анализирует новые данные.
Пакуччи добавляет, что Лев I* играет в прятки, но излучает слишком много радиации, чтобы долго оставаться незамеченной.