Астрономы нашли скрытую сокровищницу массивных черных дыр

Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл (США) научились идентифицировать относительно небольшие, но активно растущие черные дыры внутри карликовых галактик. Так у них получилось найти ранее никем не замеченную сокровищницу. Недавно обнаруженные объекты позволяют пролить свет на эволюцию сверхмассивной черной дыры в центре нашей собственной галактики Млечный Путь.

Научная статья опубликована в Astrophysical Journal, о ней рассказывает Phys.org.

Млечный Путь — гигантская спиральная галактика, образовавшаяся в результате слияния множества карликовых галактик. Например, Магеллановы Облака, видимые в южной части неба, представляют собой карликовые галактики, которые рано или поздно сольются с Млечным Путем. Каждый влившийся карлик может принести с собой массивную черную дыру, в десятки или сотни тысяч раз превышающую массу нашего Солнца. Ее, скорее всего, поглотит центральная СВЕРХмассивная черная дыра Млечного Пути.

Но неизвестно, как часто в карликовых галактиках содержится массивная черная дыра. Это оставляет ключевой пробел в понимании того, как срастаются черные дыры и галактики. Новое исследование помогает заполнить этот пробел, обнаружив, что массивные черные дыры во много раз чаще встречаются в карликовых галактиках, чем считалось ранее.

«Этот результат действительно поразил меня, потому что черные дыры раньше прятались у всех на виду», — сказал Мугдха Полимера, ведущий автор исследования.

Черные дыры обычно обнаруживаются, когда поглощают газ и звездную пыль, вращающиеся вокруг, заставляя их интенсивно светиться. Профессор Шейла Каннаппан, соавтор исследования, сравнила черные дыры со светлячками: «Как и светлячов в темноте, мы можем увидеть черные дыры только тогда, когда они освещены — когда они растут».

Растущие черные дыры светятся характерным высокоэнергетическим излучением, однако и области звездообразования могут испускать такие волны. Важно было научиться различать эти сигналы. Ученые смогли это сделать, измеряя характеристики видимого света объектов, раскладывая его на спектр и по нему определяя состав того, что светится в далеком космосе. В новом исследовании использовали необычную, более чувствительную систему тестирования.

Затем Полимера взялся за новую перепись растущих черных дыр.

«Для меня было важно, чтобы мы не смещали наш поиск черных дыр в сторону карликовых галактик. Но, просмотрев весь список, я обнаружил, что новый тип растущих черных дыр почти всегда обнаруживается у галактик-карликов. Я был ошеломлен цифрами, когда впервые увидел их», — сказал Полимера.

Более 80% всех растущих черных дыр, обнаруженных им в карликовых галактиках, были новыми. Результат показался слишком хорошим.

«Первый вопрос, который пришел мне в голову: не упустили ли мы способ, которым одно только экстремальное звездообразование могло бы объяснить свойства этих галактик?», — сказал Полимера.

Он провел исчерпывающий поиск альтернативных объяснений, связанных с образованием звезд, неопределенностью моделирования или экзотической астрофизикой. В конце концов, команда была вынуждена сделать вывод, что недавно идентифицированные черные дыры были реальными.