Еще в прошлом веке теоретики предсказали существование множества космических объектов. Многие из них открыли и подтвердили их существование. Например, черные дыры. Пару удалось даже сфотографировать (М87 и Стрелец А*). Но то сверхмассивные черный дыры, живущие в центре галактик. В теории же должны существовать еще и дрейфующие черные дыры, причем в немалом количестве. И вот недавно восемнадцать специалистов заявили, что, вероятно, открыли-таки сверхмассивную черную дыру, сбежавшую из карликовой галактики, которая ее взрастила.
Сбежавшая черная дыра
Это открытие (как и в большинстве случаев) было сделано неожиданно, когда группа астрономов во главе с Питером ван Доккумом изучала карликовую галактику RCP 28. Этот лилипут меньше Млечного Пути в 12 раз, а весит всего 7 миллиардов солнечных масс. От нас эта галактика находится не слишком далеко – 7,5 миллиарда световых лет. Так что Hubble при помощи своих оптических фильтров сделал четкие снимки. Один из просматриваемых на них объектов очень заинтересовал исследователей. Они решили рассмотреть его лучше с помощью гавайского зеркального телескопа Кек I, имеющего фотоспектрометр LRIS.
На улучшенных снимках стало понятно, что световое излучение объекта практически линейно простирается на 200 тысяч световых лет, а его хвост направлен в центр карликовой галактики. Астрономы считают, что это мощная струя сильно сжатого горячего газа. И в нем активно происходит звездообразование. Также они полагают, что в головной зоне объекта расположена сверхмассивная черная дыра, массой 20 миллионов солнечных. Летит она со скоростью 5,6 миллиона км/ч. Путь от Земли до Луны, например, она преодолела бы всего за 14 минут.
Если ученые подтвердят, что этот объект действительно сверхмассивная черная дыра, то она станет первой открытой с приставкой «блуждающая», покинувшая свою галактику, и свободно летящая сквозь космическое пространство. Ведь за рамки теории и моделирования дискуссии о возможности их существования не выходили больше полувека.
Черные скитальцы
К слову, легкие бродяжничающие черные дыры открыли несколько лет назад, так что их существование сомнению уже давно не подвергается. Впервые это случилось в 2011 году, тогда скиталицу в семь солнечных масс разглядели в 5 тысячах световых лет от Солнца. Стандартная модель звездной эволюции объясняет их появление гравитационным коллапсом звезд, массой 30-100 Солнц. Это те светила, что к концу жизни, сжигая все термоядерное топливо, взрываются сверхновой.
Сверхмассивные черные дыры – совершенно другая история о монстрах, живущих в самом сердце галактик. Будучи фактически галактическим ядром, они питаются окружающим веществом (по большей части это газ) и растут. По последним данным, такие обитатели Вселенной рождались уже на ранних этапах ей развития. Например, древняя галактика COS 87259 имеет в себе сверхмассивную черную дыру массой 1,6 миллиарда Солнц.
Интересно, что, когда после Большого взрыва прошло 750 миллионов лет, она уже там была. Подобный симбиоз галактики и черной дыры классический. Оттого кажется естественным и неизбежным. Только вот даже сверхмассивная черная дыра может вдруг пуститься в самостоятельное космическое путешествие.
Гравитационная праща
Первый способ, при помощи которого сверхмассивная черная дыра расстается с галактикой, – это ее слияние с другой галактикой. Тут черная дыра встречает другую черную дыру. Их гравитации входят во взаимодействие. И в паре они начинают вращаться вокруг общего инерционного центра масс.
Так кружиться они могут и миллиард лет, но кинетическая энергия рано или поздно иссякнет. Дыры столкнутся и сольются, получится одна, более массивная черная дыра. В этом процессе она способна получить достаточную скорость для того, чтобы преодолеть притяжение ее галактического окружения и вылететь.
❗В связи участившимися случаями ограничения наших каналов и непрозрачностью контентной политики Дзена, мы занялись поиском альтернативных площадок для переноса публикаций. Вероятнее всего, такой площадкой станет приложение SFERA. Мы уже перенесли туда канал про Космос . А скоро в SFERA появится возможность добавлять длинные посты. В дальнейшем будет создан и сервис для статей.
Скачать мобильное приложение SFERA:
Более частым механизмом, при котором сверхмассивная черная дыра становится бродяжкой, считается встреча двух черных дыр в одной системе с третьей (естественно в процессе еще одного галактического слияния). Тройная система менее стабильна, так что наиболее легкая компонента имеет практически стопроцентные шансы быть выброшенной. В классической небесной механике этот эффект называется «космическая гравитационная праща». В планетной и звездной астрономии его наблюдали множество раз.
Кильватер
Обнаружить сбежавшую сверхмассивную черную дыру можно несколькими способами. Она способна позаимствовать у своей материнской галактики часть вещества (по сути газа и плазмы), которым и продолжит питаться. Тогда она будет источать рентгеновское излучение. Но тут ее легко будет перепутать с активным ядром галактики, которая быстро движется. В том случае, если дыра ничего не излучает (не аккрецирует вещество), то она все равно будет иметь мощное поле тяготения, искривляющее световые лучи, оказавшиеся рядом с ней. Этот метод обнаружения называется гравитационным линзированием. В третьем случае дыра может создать в окружающем пространстве приливные эффекты. Другое дело, что ни один из этих методов не помог астрономам в поисках блуждающих сверхмассивных черных дыр.
Ван Доккум с коллегами в основу понимания природы обнаруженного светящегося линейного объекта положил немного другой сценарий. Они предположили, что сверхмассивную черную дыру выбросило из нестабильной тройной системы, что сформировалась в галактике RCP 28. А увидеть ее помогли свойства межгалактического пространства, которое заполняет разреженный, но реальный ионизированный газ.
В такой среде дыра оставляет кильватерный след. Он становится отчетливее с увеличением скорости полета дыры. Если она превысит звуковую скорость, то образуется ударная волна, плотность газа начнет колебаться. Возникнут газовые сгустки, остывая, они разобьются на фрагменты и начнут зарождаться звезды. Они-то и будут своим излучением подсвечивать кильватер. Однако ученые пока не знают, к каким последствиям могут привести путешествия по Вселенной сверхмассивных черных дыр.
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Срочные новости будут в закреплённых сообщениях.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также:
