Астрономы смогли определить трехмерную форму знаменитой гигантской эллиптической галактики М87. Она оказалась не оссиметричным, а трехосным эллипсоидом, напоминающим картофелину, что дало новую оценку массы центральной черной дыры. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Определение объемной формы галактики важно для понимания того, с какими галактиками и когда она могла сливаться, а также для определения массы сверхмассивной черной дыры в ней и звездной массы. Однако это непростая задача, в частности, эллиптические галактики в проекции для земного наблюдателя выглядят как эллипсы, однако их трехмерная форма может быть сферической, осесимметричной или трехосной.
Группа астрономов во главе с Эмили Лиепольд (Emily R. Liepold) из Калифорнийского университета опубликовала результаты первых компьютерных моделирований трехмерной формы огромной массивной эллиптической галактики M87 на основе анализа кинематики звездного населения галактики по данным наземной обсерватории Кека, полученных в 2020-2022 годах, а также архивных фотометрических данных от космического телескопа «Хаббл» и наземных телескопов.
М87 представляет собой наиболее известную эллиптическую галактику, так как была целью для проекта Event Horizon Telescope, который впервые в истории получил изображение тени сверхмассивной черной дыры, а также измерил магнитное поле вблизи нее. Галактика находится на расстоянии 55 миллионов световых лет от Земли, входит в Скопление Девы, в 10 раз массивнее Млечного Пути и обладает длинными релятивистскими джетами, за создание которых ответственна центральная черная дыра.
Оказалось, что форма M87 не может быть осесимметричным эллипсоидом, вместо этого она представляет собой трехосный эллипсоид, у которого длины короткой и средней полуосей составляют 72 и 85 процентов длины длинной оси.
Новая оценка массы сверхмассивной черной дыры в галактике составляет теперь 5,37 миллиардов масс Солнца, что немного больше, чем значение, полученное командой Event Horizon Telescope. Радиус сферы гравитационного влияния черной дыры на окружающую материю составляет 1,17-1,63 тысяч световых лет, а в пределах области, диаметром почти 70 тысяч световых лет, вокруг центра галактики сосредоточена материя, общей массой 577 миллиардов масс Солнца, из которых около 67 процентов приходится на темную материю.
Ранее мы рассказывали о том, как ученые смогли разглядеть ударную волну невидимого джета галактики М87.