В 2007 году астрономы обнаружили уникальное космическое явление, получившее название «Космическая подкова». Это гравитационно линзированная система галактик, находящаяся на расстоянии около пяти с половиной миллиардов световых лет от Земли. Масса передней галактики увеличивает и искажает изображение далёкой фоновой галактики, свет от которой путешествовал миллиарды лет, прежде чем достичь нас. Передняя и фоновая галактики расположены в такой конфигурации, что создают так называемое кольцо Эйнштейна.
Недавнее исследование «Космической подковы» выявило наличие сверхмассивной чёрной дыры в передней галактике с поразительной массой в 36 миллиардов солнечных масс. Хотя строгого определения сверхмассивной чёрной дыры не существует, этот термин часто используется для описания чёрных дыр с массой более 5 миллиардов солнечных масс.
Открытие этой чёрной дыры представлено в новом исследовании, ведущим автором которой является Карлос Мело-Карнейро из Института физики Федерального университета Риу-Гранди-ду-Сул в Бразилии.
Галактика переднего плана в «Космической подкове» носит название LRG 3-757. Это особый тип редкой галактики, называемой светящейся красной галактикой (LRG), которые чрезвычайно яркие в инфракрасном диапазоне. LRG 3-757 также чрезвычайно массивна, примерно в 100 раз массивнее Млечного Пути, и является одной из самых массивных галактик, когда-либо наблюдаемых.
Исследование фокусируется на так называемом соотношении MBH-sigmae – связи между массой сверхмассивной чёрной дыры и дисперсией скоростей звёзд в галактическом балдже. Чем выше дисперсия скоростей, тем быстрее и более случайно движутся звёзды. Обычно, чем массивнее чёрная дыра, тем больше дисперсия скоростей. Однако чёрная дыра в «Космической подкове» оказалась массивнее, чем предполагает это соотношение.
Учёные предполагают, что LRG 3-757 может быть частью крупной группы галактик с чрезвычайно большими галактиками в центре. Такие группы представляют позднюю стадию эволюции галактик, где активность замедлилась. Возможно, LRG 3-757 пережила процесс «выскабливания» при слиянии двух сверхмассивных галактик, что повлияло на дисперсию скоростей звёзд в центре галактики.
Исследователи отмечают, что для объяснения разброса MBH необходимы дополнительные наблюдения и улучшенные модели. Ожидается, что миссия телескопа «Евклид» обнаружит сотни тысяч линз в течение следующих пяти лет, а «Чрезвычайно большой телескоп» (ELT) позволит провести более детальные динамические исследования дисперсии скоростей.