Астрономы обнаружили сверхмассивную черную дыру с массой в 20 миллионов солнц, летящую в космосе. Это может быть первым наблюдательным свидетельством того, что подобные объекты иногда «выбрасываются» из центров своих родительских галактик и путешествуют в межзвездном пространстве.
Используя телескоп Хаббл для наблюдения за карликовой галактикой RCP 28, находящейся примерно в 7,5 миллиардах световых лет от Земли, ученые обнаружили яркую полосу света. Оказалось, что это 200 000 кв. световых лет, полоса сжатого газа, в которой звезды активно формируют следы за черной дырой, мчащейся в космосе.
200 тысяч световых лет, что примерно в два раза больше ширины Млечного Пути. Газ следует за черной дырой, которая, по оценкам, в 20 миллионов раз превышает массу Солнца и удаляется от своей родительской галактики со скоростью 5,6 миллиона км/ч. По мнению исследователей, полоса указывает прямо на центр галактики, где обычно должна располагаться сверхмассивная черная дыра.
Статья об открытии ожидает публикации в The Astrophysical Journal Letters. В настоящее время он доступен в базе данных препринтов ( arXiv:2302.04888 ).
«Выброшенная» черная дыра
«На изображении, полученном телескопом «Хаббл», мы обнаружили тонкую линию, указывающую на центр галактики», — объясняет ведущий автор исследования проф. Питер ван Доккум из Йельского университета. «Затем, благодаря телескопу Кека на Гавайях, мы обнаружили, что эта яркая линия и галактика связаны. После детального анализа мы пришли к выводу, что видим очень массивную черную дыру, которая была выброшена из центра галактики, оставив после себя след из газа и новообразованных звезд, — говорит ученый.
Научные открытия до сих пор подтверждают, что большие галактики почти всегда имеют в своих центрах сверхмассивные черные дыры. Струи вещества часто выбрасываются поблизости от подобных объектов, что можно наблюдать как полосы света. Ван Доккум и его команда внимательно изучили недавно обнаруженную полосу и обнаружили, что она не имеет никаких характерных черт реактивных самолетов. Они тем слабее, чем дальше от источника излучения, а «хвост» сверхмассивной черной дыры тем сильнее, чем дальше от нее. Кроме того, струи имеют веерную форму, а наблюдаемый объект образует прямую линию.
По мнению ученых, лучшее объяснение этому наблюдению — сверхмассивная черная дыра, притягивающая газ. Гравитация объекта огромна и сжимает газ достаточно, чтобы вызвать образование звезд. «Если наши наблюдения подтвердятся, у нас будет первое свидетельство того, что сверхмассивные черные дыры могут покидать центры галактик», — говорит ван Доккум.
Черные дыры в движении
Если исследователи подтвердят тот факт, что сверхмассивные черные дыры могут выбрасываться из центров принимающих их галактик, это вызовет больше вопросов. Науке предстоит найти ответ на то, как такой чудовищный объект может просто «улететь» в межзвездное пространство.
«Наиболее вероятным сценарием, объясняющим проблему, является взаимодействие трех тел», — размышляет ван Доккум. — Когда три тела одинаковой массы гравитационно взаимодействуют друг с другом, это приводит не к устойчивой конфигурации, а обычно к образованию бинарной системы и «выбросу» третьего тела, — поясняет ученый.
Это может означать, что обнаруженная «убегающая» черная дыра когда-то была частью такой редкой конфигурации из трех похожих объектов. Во время слияния двух рядом стоящих черных дыр эта буквально «выстрелила» в межзвездное пространство.
Астрономы не уверены, как часто происходят подобные вещи. «Черные дыры, выброшенные в межзвездное пространство, были предсказаны теоретиками еще 50 лет назад, но до сих пор ни одна из них не наблюдалась», — говорит ван Доккум. «Большинство ученых считают, что их должно быть много», — добавляет он.
Ученые планируют дальнейшие наблюдения за объектом, которые смогут однозначно подтвердить существование черной дыры в начале найденной полосы.
