В карликовой галактике найдена блуждающая черная дыра
Черная дыра примерно в 230 миллионах световых лет по каким-то причинам покинула свое место — и это пока первый подтвержденный случай.
Сверхмассивные черные дыры часто рассматриваются как «сердца» галактик. Однако все больше наблюдений показывает, что некоторые из них не остаются покорно в галактическом центре, а смещены к окраинам галактики.
Такие блуждающие черные дыры ищут обычно в карликовых галактиках, потому что там их легче «выбить с насиженного места». Некоторые моделирования предполагают, что таких объектов много в космосе, но прямых и однозначных наблюдательных доказательств до сих пор не было.
Китайские астрономы изучили в этом контексте карликовую галактику MaNGA 12772-12704, результатами чего поделились в журнале Science Bulletin.
Эта галактика проявляет слабые признаки активного галактического ядра (АГЯ) с одной поразительной особенностью: связанное с ним радиоизлучение смещено от геометрического центра галактики почти на один килопарсек, или примерно 3000 световых лет.
Ученые воспользовались данными американского радиоинтерферометра VLBA для проведения глубокого наблюдения на частотах 1,6 ГГц и 4,9 ГГц. Результаты показали, что источник находится на расстоянии 2,68 угловых секунд от центра галактики (что соответствует 0,94 килопарсека), при этом температура яркости радиоядра превышает миллиард Кельвинов. На частоте 1,6 ГГц обнаружен радиоджет, простирающийся примерно на 2,2 парсека (7,2 световых года) в юго-восточном направлении. Это типичные черты активного галактического ядра.
Архивные данные за период с 1993 по 2023 год показали нерегулярные колебания яркости источника, которые совершенно не похожи на постепенное затухание остатков сверхновой, но легко объясняются устойчивой аккрецией вещества на черную дыру.
По расчетам на основе звездной массы галактики-хозяина эту черную дыру оценили примерно в 300 000 солнечных масс, что ставит ее в категорию черных дыр промежуточной массы.
Таким образом, по совокупности фактов можно сделать вывод, что центральная черная дыра в далекой галактике ушла из своего центра. Юаньци Лю из Шанхайской астрономической обсерватории красноречиво сравнивает ее с «космическим маяком, зажженным блуждающей черной дырой — хотя она и отклонилась от центра галактики, она все еще сияет вовне, излучая мощную энергию».
С более широкой статистической точки зрения это открытие особенно поразительно. Среди более чем 3000 карликовых галактик в обзоре MaNGA исследователи идентифицировали 628 кандидатов в АГЯ, и около 62% из них показали асимметрию относительно оптических центров их галактик-хозяев. То есть смещенные от центра активные ядра могут быть нередким явлением. Однако «кандидат» не равно «доказательство».
Из шести сотен объектов для углубленного изучения исследователи выбрали 11, и только MaNGA 12772-12704 продемонстрировала «тройное неопровержимое доказательство»: компактное ядро с высокой температурой, радиоструи парсекового масштаба и долгосрочную переменность в течение 30 лет. Это делает ее единственным окончательно подтвержденным случаем на сегодняшний день.
Кроме того, открытие стало прямым наблюдательным подтверждением возможности распределенного питания и роста в нескольких местах как потенциального пути для быстрого формирования сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной.
