Для черных дыр пришлось придумать новую категорию размеров
Помимо сверхмассивных черных дыр, могут существовать и такие, масса которых превышает массу Солнца более чем в 100 миллиардов раз. В исследовании таких объектов пришлось вводить новый термин: SLAB (Stupendously LArge Black holeS — «Чрезвычайно большие черные дыры»).
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, коротко о нем рассказывает Live Science.
«Мы уже знаем, что черные дыры существуют в широком диапазоне масс, при этом сверхмассивная черная дыра в 4 миллиона солнечных масс находится в центре нашей собственной галактики», — рассказал астроном Бернард Карр из Лондонского университета королевы Марии (Великобритания).
Черные дыры имеют несколько довольно широких категорий массы. Есть черные дыры звездных масс: примерно до 100 солнечных. Следующая категория — черные дыры средней массы, их верхний предел варьируется от тысячи до миллиона солнечных масс.
Сверхмассивные черные дыры (СМЧД) намного больше, порядка миллионов или даже миллиардов солнечных масс. К ним относятся СМЧД в центре Млечного Пути, Стрелец A *, с массой 4 миллиона солнечных, и M87 *, с массой 6,5 миллиардов солнечных.
Самые массивные черные дыры, которые обнаружили астрономы, имеют массу от 10 до 100 миллиардов масс Солнца. В их число входит Holmberg 15A, в 40 миллиардов солнечных масс.
«Однако, что удивительно, идея SLAB до сих пор в значительной степени игнорировалась, — сказал Карр. — Мы предложили варианты того, как эти SLAB могут формироваться».
Хотя SLAB могут существовать, пока неясно, как они возникают и растут. Одна из возможностей состоит в том, что они формируются в своей родительской галактике, а затем становятся все больше и больше, поглощая огромное количество звезд, газа и пыли, и сталкиваясь с другими черными дырами при слиянии галактик.
Эта модель имеет верхний предел около 50 миллиардов солнечных масс, при котором огромная масса объекта потребует аккреционного диска настолько массивного, что он может фрагментироваться под действием собственной гравитации.
Другая возможность - это идея первичных черных дыр, впервые предложенная в 1966 году. Теория гласит, что в ранней Вселенной могли возникнуть объекты настолько плотные, что они коллапсировали в черные дыры. Они не будут зависеть от ограничений по размеру, в отличие от черных дыр от коллапсирующих звезд, и могут быть очень маленькими или очень большими. Чрезвычайно маленькие черные дыры, если бы они когда-либо существовали, вероятно, к настоящему времени исчезли бы из-за излучения Хокинга. А гораздо более крупные могли выжить.
Основываясь на модели изначальной черной дыры, команда рассчитала, насколько огромными могут быть SLAB. Ответ впечатляет: от 100 миллиардов до 1 квинтиллиона (1 000 000 000 000 000) солнечных масс. Горизонт событий такой черной дыры превысит 620 000 световых лет в диаметре.
Возможно, мы не сможем увидеть SLAB напрямую: черные дыры, которые не аккрецируют материал, невидимы, поскольку свет не может избежать их гравитации. Однако массивные невидимые объекты могут быть обнаружены на основе поведения пространства вокруг них, к примеру, гравитационных линз.
Фото: Shutterstock