Сверхмассивные черные дыры обогнали свои галактики в скорости роста

NASA / Dana Berry / SkyWorks Digital

Самые крупные черные дыры во Вселенной растут быстрее галактик, в которых они находятся, сообщают астрономы в статьях (1,2), опубликованных в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Это открытие противоречит общепринятой теории, что рост этих объектов должен быть синхронным, но объяснить это противоречие исследователи пока не могут.

В центре почти всех спиральных галактик находятся сверхмассивные черные дыры. Это гигантские объекты, чья масса может достигать 10 миллиардов масс Солнца. Многочисленные наблюдения показывают, что скорость роста сверхмассивных черных дыр обычно примерно равна скорости образования новых звезд в галактиках. Однако теперь сразу две группы астрономов обнаружили свидетельства, что в самых крупных галактиках эта закономерность может нарушаться.

Первая группа под руководством Гуан Яна (Guang Yang) из Университета штата Пенсильвания в своей работе использовала данные рентгеновской обсерватории «Чандра», телескопа «Хаббл» и нескольких обзоров. Астрономы проанализировали скорость роста галактик, удаленных от Земли на расстояния от 4,3 до 12,2 миллиардов световых лет. В итоге они обнаружили, что сверхмассивные черные дыры в самых крупных галактиках растут неожиданно быстро. Для галактик, содержащих около 100 миллиардов звезд солнечной массы, соотношение скоростей роста оказалось примерно в 10 раз выше, чем для галактик с 10 миллиардами звезд солнечной массы.

Такую же закономерность обнаружила и другая группа астрономов под руководством Мары Мескуа (Mar Mezcua) из Института космических наук в Испании. С помощью радиоинтерферометров Very Large Array и Very Long Baseline Array и других инструментов исследователи изучили 72 галактики. Все они находились в центрах галактических скоплений, удаленных от Земли не более чем на 3,5 миллиарда световых лет, и отличались яркостью и массивностью. 

Астрономы оценили массы черных дыр в этих галактиках, используя известную формулу, которая связывает размер черной дыры с исходящим от ее окрестностей рентгеновским и радиоизлучением. Метод дал значение в 10 раз больше того, которое было получено на основе общепринятой зависимости. Почти половина черных дыр из выборки имела массу, как минимум, в 10 миллиардов раз больше, чем у Солнца. Такие объекты принято называть ультрамассивными.

При этом ответа на вопрос о том, почему в самых крупных галактиках черные дыры растут быстрее, пока что нет. Гуан Ян предполагает, что в массивных галактиках черные дыры могут более эффективно поглощать газ. Другая группа ученых объясняет несоответствие тем, что черные дыры могут формироваться раньше галактик.

Недавно астрономам впервые удалось получить качественный снимок плотного газопылевого кольца, окружающего активную сверхмассивную черную дыру. Существование подобных структур было предсказано еще десятки лет назад, однако только теперь ученым удалось настолько четко их разглядеть.

Кристина Уласович

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.