Астрономы разглядели сверхмассивную черную дыру в крошечной галактике
Астрономы обнаружили сверхмассивную черную дыру в центре галактики Fornax UCD3, которая относится к редкому классу ультракомпактных карликов. По размерам она почти не уступает той, что находится в центре Млечного Пути, сообщается в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Доклад на эту тему будет представлен на Генеральной ассамблее Международного астрономического союза, которая пройдет в Вене с 20 по 31 августа.
Первые ультракомпактные галактики были обнаружены еще в 1990-е годы. Они отличаются крайне высокой плотностью звездного населения и небольшим диаметром — обычно он составляет всего 200-300 световых лет (для сравнения, предполагаемый диаметр Млечного Пути равен примерно 160 тысячам световых лет). Недавно стало известно, что в их центре могут находиться центральные черные дыры. Однако если в «нормальных» галактиках они обычно составляют около 0,3 процента от общей массы, то в ультракомпактных карликах это значение может быть намного выше.
Галактика Fornax UCD3 расположена в скоплении Печи на удалении примерно 68 миллионов световых лет (20,9 мегапарсек). Астрономы под руководством Антона Афанасьева (Anton Afanasiev) из Московского государственного университета им. Ломоносова использовали данные инфракрасного спектрографа интегрального поля SINFONI, установленного на одном из телескопов VLT в Чили. Ученые проанализировали спектр Fornax UCD3 и установили зависимость между изменением скоростей звезд (дисперсией скоростей) и их удаленностью от центра галактики. Дисперсия скоростей отражает отклонения скорости космических объектов от средней скорости той группы, в которую они входят. Если в галактике присутствует крупный объект, например сверхмассивная черная дыра, то под действием ее гравитации дисперсия скоростей — разница между скоростями самых медленных и самых быстрых звезд — возрастет. Именно такое явление и зарегистрировали астрономы.
Затем астрономы сравнили полученные данные с динамическими моделями, построенными на основе предположения, что в центре галактики находится сверхмассивная черная дыра. Наиболее близкой к данным наблюдений оказалась модель, в которой ее масса составляла 3,5 миллиона солнечных — то есть четыре процента от общей массы галактики. Ученые также рассмотрели и тот случай, когда в центре Fornax UCD3 не было сверхмассивной черной дыры, однако эта гипотеза была исключена со статистической значимостью 99,7 процентов (3 сигмы).
Наличие массивных черных дыр в ультракомпактных карликах считается серьезным аргументом в пользу гипотезы о приливном происхождении. Она предполагает, что в прошлом это были обычные галактики нормальных размеров, однако в какой-то момент они прошли слишком близко от другой, более крупной галактики. В результате этого из-за воздействия приливных сил меньшая галактика потеряла большую часть звезд, находившихся на периферии, и от нее осталось только ядро — ультракомпактный карлик.
Ранее ученым удалось обнаружить еще две неожиданно крупные черные дыры в центре ультракомпактных карликовых галактик. Они составили 13 процентов и 18 процентов от их общего «объема» и подобные аномалии подтверждают упомянутую выше гипотезу.
Кристина Уласович
Это может говорить о потенциальной обитаемости экзопланеты
Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил доказательства того, что экзопланета K2-18b может быть гикеаном, обладающим водным океаном, а не суперземлей или мини-нептуном. Кроме того, в ее атмосфере нашлись следы биомаркера диметилсульфида, что делает экзопланету интересной целью для изучения с точки зрения потенциальной обитаемости. Статья принята к публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters, кратко о работе сообщается на сайте обсерватории. Гикеаны описываются как субнептуны с умеренными температурами, обладающие глобальным водным океаном и обширной атмосферой, богатой водородом. Эти тела могут обладать радиусами 1-2,6 радиуса Земли и массой 1-10 масс Земли и пока что представлены лишь несколькими кандидатами — подтвержденных экзопланет такого типа еще неизвестно. Большой интерес для ученых гикеаны представляют из-за значительно более широкой обитаемой зоны по сравнению с планетами земной группы и удобства потенциальных поисков биомаркеров в атмосферах Группа астрономов во главе с Никку Мадхусудханом (Nikku Madhusudhan) из Кембриджского университета опубликовала результаты спектрометрических наблюдений за атмосферой экзопланеты K2-18b, проведенных при помощи инструментов NIRISS и NIRSpec телескопа «Джеймс Уэбб». Наблюдения велись в диапазоне длин волн 0,9–5,2 микрометра в 2023 году во время двух событий прохождения планеты по диску своей звезды. K2-18b обращается вокруг красного карлика, расположенного в 111 световых годах от Солнца в созвездии Льва, и открыта в 2017 году. Экзопланета попадает в обитаемую зону, обладает массой 8,63 массы Земли, радиусом 2,61 радиуса Земли и равновесной температурой 250–300 кельвинов. В 2019 году в ее атмосфере обнаружили водяной пар. Экзопланета считалась кандидатом в гикеан, скалистую суперземлю или мини-нептун. Исследователи обнаружили в атмосфере K2-18b, богатой водородом, метан и углекислый газ и не нашли аммиака, что согласуется с моделью глобального океана, скрытого под тонкой и холодной атмосферой. Кроме того, они не обнаружили водяной пар, угарный газ и синильную кислоту, хотя установленные верхние пределы их содержания тоже соответствуют предсказаниям модели. В атмосфере субнептуна также обнаружились потенциальные следы диметилсульфида, который рассматривается как биомаркер в виде продукта жизнедеятельности бактерий и фитопланктона. Это тоже говорит в пользу идеи о том, что K2-18b представляет собой гикеан, а не скалистую или богатую летучими веществами планету с обширной водородной атмосферой или скалистую планету с тонкой водородной атмосферой. Однако, что касается потенциальной обитаемости экзопланеты, то она под вопросом, так как факт обнаружения диметилсульфида, его точное содержание и происхождение (биогенное или абиогенное) должны помочь установить будущие наблюдения за K2-18b. Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» нашел толстые слои облаков в атмосфере близкого субнептуна.