Черная дыра образовала в окружающем ее газе огромную структуру, которая предотвратила образование миллиардов звезд. Астрономы только что обнаружили одну из самых сильных черных дыр, известных на сегодняшний день. Для этого использовался орбитальный рентгеновский телескоп — обсерватория Чандра.
Черная дыра находится в скоплении галактик под названием RX J1532.9 + 3021 (RX J1532), расположенном примерно в 3,9 миллиардах световых лет от Земли. Изображение, показанное здесь, представляет собой композицию рентгеновских данных Чандры, показывающих облака горячего газа в скоплении (фиолетовый цвет), и оптических данных космического телескопа Хаббла (желтый цвет). Скопление очень яркое в рентгеновских лучах, а это значит, что оно очень тяжелое — примерно в квадриллион — тысячу триллионов — масс Солнца. В центре скопления находится большая эллиптическая галактика, содержащая массивную черную дыру.
Так много горячего газа вблизи центра скопления является загадкой для астрономов. Горячий рентгеновский газ должен остывать, а очень плотный газ из центра скопления должен остывать быстрее всего. Затем ожидается, что давление в холодном газе в центре такой системы упадет, а оставшийся газ должен продолжать двигаться к галактике, образуя по пути триллионы звезд. Однако астрономы не нашли свидетельств наличия такого количества звезд в центре скопления.
Что еще интереснее, во многих других скоплениях подобного недостатка ожидаемых звезд пока не обнаружено. Таким образом, RX J1532 представляет собой особый случай , когда охлаждение газа должно быть особенно заметно из-за высокой плотности газа вблизи центра скопления. Из тысяч известных скоплений, подобных этому, сегодня меньше дюжины. Совершенно противоположным является случай со скоплением Феникс, которое, по наблюдениям, образует огромное количество звезд.
Но почему в RX J1532 их не образуется в таком количестве? Изображения от Chandra и VLA ( Very Large Array) ответил на этот вопрос. Рентгеновские снимки показывают две большие щели, окружающие черную дыру, горячий газ — они расположены по обе стороны от центральной галактики и лежат по пути следования джетов, которые мы видим на радиокартах этого объекта. Наиболее четко ультразвуковые движущиеся струи, созданные с обеих сторон вблизи черной дыры, вонзились в горячий плотный газ и оттолкнули его в сторону, создав эти «дыры». А фронты ударных волн, связанные с расширяющимися газовыми жерлами, и выделяющаяся при этом энергия звуковой волны, распространяющейся по среде, являются источниками тепла, препятствующими остыванию большей части находящегося там газа и, как следствие, образованию звезды.
Открытые бреши составляют примерно 100 000 световых лет в поперечнике — размер всей протяженности Млечного Пути. Это означает, что мощность, создавшая их, является одним из крупнейших известных нам скоплений галактик и в десять раз превосходит мощность, образовавшую аналогичные структуры в скоплении Персея.
Хотя эта энергия должна была генерироваться материалом, падающим на черную дыру, рентгеновское излучение, обычно связанное с этим процессом, обнаружено не было. Это можно объяснить, если предположить, что черная дыра является «сверхмассивной», а не просто сверхмассивной, с массой, более чем в 10 миллиардов раз превышающей массу Солнца. Такая черная дыра должна быть способна производить мощные струи, не потребляя при этом большого количества массы, в результате чего при падении вещества внутрь нее будет образовываться мало излучения.
Другое возможное объяснение состоит в том, что черная дыра имеет массу «всего» в миллиард солнечных масс, но вращается вокруг своей оси с очень высокой скоростью. Тогда он мог бы создавать гораздо более сильные струи, используя то же количество окружающего вещества.