Астрономы впервые определили массу сверхмассивной черной дыры при помощи эффекта сильного гравитационного линзирования. Черная дыра в центральной галактике скопления Abell 1201 обладает массой в 32 миллиарда масс Солнца, что делает ее одним из самых массивных подобных объектов. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Считается, что сверхмассивные черные дыры находятся в центрах большинства известных галактик и играют важную роль в их эволюции. Их массы в малоактивных галактиках измеряют путем отслеживания динамики газа вблизи черной дыры или звезд в галактике-хозяине, для активных галактик используется метод реверберации или спектроскопия ядра галактики.
Группа астрономов во главе с Джеймсом Найтингейлом (James Nightingale) из Даремского университета опубликовала результаты первой оценки массы сверхмассивной черной дыры на основе эффекта сильного гравитационного линзирования. Ученые анализировали данные наблюдений космического телескопа «Хаббл» за скоплением галактик Abell 1201, в которой самая яркая галактика, относящаяся к типу cD и характеризующаяся красным смещением z=0,169 создает сильно искривленные и увеличенные изображения фоновой галактики при z=0,451. Путем компьютерных моделирований и их сравнений с данными наблюдений восстанавливалось распределение массы вдоль луча зрения.
Ученые определили, что наилучшая модель соответствует точечной массе в виде сверхмассивной черной дыры в центральной галактике с массой (32,7±21,2) миллиардов масс Солнца (со статистической значимостью 3 сигма). Это одна из самых массивных сверхмассивных черных дыр, известных на сегодняшний день. Одна из рассматривавшихся моделей предполагала отсутствие сверхмассивной черной дыры, однако была признана нефизичной и все равно накладывала ограничение на верхней предел точечной массы в 53 миллиарда масс Солнца. Это второй случай, когда сильное гравитационное линзирование дает ограничения на массу сверхмассивной черной дыры в центре галактики-линзы, однако первый, когда было получено достаточно точное значение массы черной дыры.
Ранее мы рассказывали о том, как ученые зафиксировали рекордно длинную задержку излучения от гравитационно линзированного квазара.