Сверхмассивные черные дыры прячутся в центрах галактик. Их массы в миллион или даже миллиард раз больше, чем у Солнца. Однако определение точной массы черной дыры — непростая задача для астрономов. Особенно, когда речь идет о спиральных галактиках или спиральных галактиках с перемычкой.
Однако недавно астрономы определили массу черной дыры в центре галактики NGC 1097. NGC 1097 представляет собой спиральную галактику с перемычкой, удаленную от Земли на 45 миллионов световых лет. Ученые определили, что масса объекта в 140 миллионов раз больше солнечной. Для сравнения, в центре Млечного Пути находится черная дыра с массой в несколько миллионов раз больше массы Солнца. Группа ученых под руководством Кёко Ониши из Университета перспективных исследований в Японии измерила распределение и движение двух типов молекул вблизи центра галактики: цианистого водорода (HCN) и формлия (HCO+). Наблюдения проводились с помощью телескопов ALMA (Atacama Large Millimeter Array), расположенных в Чили. Полученные результаты сравнивались с рядом математических моделей, каждая из которых соответствовала разной массе центральной черной дыры. Сопоставив наблюдения с лучшей моделью, удалось определить массу черной дыры. Ученые опубликовали результаты на страницах Астрофизический журнал .
Аналогичная методика ранее использовалась для определения массы черной дыры в центре галактики NGC 4526. NGC 4526 — линзовидная галактика, а NGC 1097 — спираль с перемычкой, из-за чего объекты различаются по свойствам. Недавние наблюдения показывают, что взаимосвязь между сверхмассивными центральными черными дырами и родительскими галактиками зависит от типа галактики. Поэтому важно точно определить массы черных дыр в зависимости от типов галактик.
В настоящее время астрономы используют разные методы определения массы черных дыр в зависимости от типа изучаемой галактики. В случае с Млечным Путем мощные телескопы с оптическими и инфракрасными наблюдениями отслеживают движение звезд вокруг нашей галактики. Этот метод не подходит для удаленных объектов, так как требует высокого углового разрешения наблюдения.
Исследователи также используют наблюдения за объектами, отличными от звезд, такими как так называемые мегамассеры, объекты, излучающие интенсивное радиоизлучение и расположенные вблизи центров некоторых галактик. Этот метод не работал для Млечного Пути, так как мегамассеры в этом случае не наблюдались.
Другой метод состоит в том, чтобы проследить движение ионизированного газа через центральную выпуклость галактики. Этот метод лучше всего работает для эллиптических галактик.
Метод, используемый астрономами при анализе наблюдений NGC 1097, является инновационным, учитывая его использование для спиральной галактики. Ученые надеются, что он также сможет использовать его для определения масс черных дыр в других галактиках, наблюдаемых ALMA.