Начиная с 1970-х годов астрономы предполагали, что сверхмассивные черные дыры могут «убегать» от своих галактик. Впервые подтвердить, что след из ионизированного газа, протяженностью около 200 тысяч световых лет, оставил выброшенный из карликовой галактики RCP 28 космический «монстр», удалось с помощью обсерватории «Джеймс Уэбб».
В 2023 году, анализируя архивные снимки, сделанные «Хабблом», исследователи обратили внимание на светящуюся тонкую структуру, удаляющуюся от галактики RCP 28. Несмотря на отсутствие прямых доказательств движения черной дыры (ЧД), астрономы предположили, что некогда расположенную в центре галактики сверхмассивную черную дыру (СМЧД) выбросило из нее в результате катастрофических процессов после слияния галактик.
Теперь международная исследовательская группа под руководством Питера ван Доккума (Pieter van Dokkum) из Йельского университета (США) наблюдала за объектом RBH-1 с помощью спектрографа NIRSpec, установленного на борту «Уэбба». «Беглец», как оказалось, расположен на расстоянии около 7,5 миллиарда световых лет от Земли — там, где ранее зафиксировали след из ионизированного газа.
Результаты научной работы, опубликованной на сервере препринтов Корнеллского университета, показали, что масса убегающей СМЧД превышает солнечную более чем в 10 миллионов раз. Поскольку движется она со скоростью около 1000 километров в секунду, то может нагревать и возмущать окружающую среду на протяжении десятков миллионов лет. Вся видимая структура — длинный «хвост» из ионизированного газа — по оценкам, формировалась около 70 миллионов лет. За это время RBH-1 прошла путь, сопоставимый с диаметром нашей Галактики.
На кончике хвоста, оставленного убегающей сверхмассивной черной дырой, зафиксировали мощную головную ударную волну. Это означает, что газ там резко сжимается и нагревается, препятствуя образованию новых звезд. Однако при прохождении ударной волны давление резко падает и газ начинает быстро охлаждаться. Именно в этой относительно прохладной и плотной области могут рождаться новые светила.
Происхождение RBH-1 авторы статьи объяснили двумя разными сценариями. Первый гласит, что убегающий космический «монстр» возник после слияния двух СМЧД, когда несимметричное излучение гравитационных волн придало новообразованной дыре мощный импульс — так называемый гравитационный откат (или «толчок»). Второй сценарий предполагает, что RBH-1 выбросило наружу в результате взаимодействия трех тел в ядре сливающихся галактик.
Таким образом, с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», астрономы впервые подтвердили существование убегающей сверхмассивной черной дыры. Результаты научной работы открывают новое направление исследований: теперь ученые будут искать подобные структуры в других галактиках, чтобы понять, как часто такие катастрофические события происходят на просторах Вселенной.