В крошечных галактиках нашли неожиданно крупные черные дыры

Астрономы из университета штата Юта, США, обнаружили в центре двух ультракомпактных карликовых галактик неожиданно крупные черные дыры, которые составляют значительную часть массы своих «хозяев». Открытие позволяет предположить, что во Вселенной может быть намного больше сверхмассивных черных дыр, чем считалось ранее. Статья ученых опубликована в журнале The Astrophysical Journal.

Исследователи узнали о существовании ультракомпактных карликовых галактик в конце 1990-х годов. Диаметр этих объектов, состоящих из сотен миллионов звезд, в среднем достигает всего двухсот световых лет (для сравнения, размер Млечного Пути в поперечнике оценивается в 100 тысяч световых лет). Изучая их, астрономы заметили необычную особенность: масса подобного типа галактик оказывалась больше, чем масса всех входящих в их состав звезд. Позднее, в 2014 году, группа исследователей университета штата Юта открыла первую ультракомпактную карликовую галактику M60-UCD1 со сверхмассивной черной дырой внутри. Тогда ученые посчитали, что M60-UCD1 является исключением, однако сейчас астрономам удалось найти еще два похожих объекта.



Галактики, находящиеся в скоплении Девы, получили названия VUCD3 и M59cO. Используя данные спектрографа Near-Infrared Integral-Field Spectrograph (NIFS), установленного на телескопе Gemini, и космического телескопа «Хаббл» исследователи измерили скорость вращения звезд, входящих в их состав. Выяснилось, что небесные тела, расположенные ближе к центру VUCD3 и M59cO вращаются быстрее, чем удаленные объекты: это считается классическим признаком сверхмассивной черной дыры.

Компьютерные симуляции показали, что масса черных дыр внутри ультракомпактных карликовых галактик достигает 4,4×10⁶ и 5,8×10⁶ солнечных соответственно. Это составляет 13 процентов от общего «объема» VUCD3 и 18 процентов от массы M59cO, в то время для черной дыры в центре Млечного Пути эта доля не превышает 0,01 процента.

Авторы работы считают, что когда-то ультракомпактные карликовые галактики могли иметь гораздо больший размер, однако затем они столкнулись с крупными соседями, которые «украли» у них часть звезд и разрушили их своей силой гравитации. В таком случае, сверхмассивная черная дыра в центре — это не аномалия, а остаток некогда более крупного астрономического объекта. «Нам известно, что галактики сливаются и соединяются постоянно — это закономерный эволюционный процесс. Согласно современным теориям, маленькие галактики, сливаясь друг с другом, образуют крупные. Однако наши представления все еще остаются неполными: ультракомпактные карликовые галактики позволяют нам узнать больше о том, что происходило в прошлом», — комментирует один из авторов работы.

Недавно исследователи получили первые снимки черной дыры Стрельца А* в центре Млечного пути: для этого ученые создали интерферометр, который имитирует телескоп размером с Землю. Также астрономам удалось найти в нашей галактике свидетельства существования «неуловимой» черной дыры промежуточной массы.

Кристина Уласович