Астрономы отыскали самую тяжелую пару сверхмассивных черных дыр

Астрономы на основании кинематики звезд в центральной зоне галактики получили прямую оценку массы самой тяжелой из известных пар сверхмассивных черных дыр. Двойная черная дыра находится в радиогалактике 4C+37.11 и ее масса составляет 28 миллиардов масс Солнца, говорится в статье, опубликованной в The Astrophysical Journal.

События слияний галактик могут порождать пары сверхмассивных черных дыр с расстоянием между ними 1–100 килопарсек, в дальнейшем черные дыры будут постепенно сокращать орбиту до парсековых масштабов за счет динамического трения и взаимодействия с окружающими звездами, пока не сольются в единую черную дыру, породив всплеск гравитационных волн. Исследования подобных систем необходимы для понимания их влияния на активность галактического ядра и эволюции галактик.

Группа астрономов во главе с Тиртом Сурти (Tirth Surti) из Института астрофизики, элементарных частиц и космологии Кавли сообщила о результатах измерения массы двойной черной дыры в центре радиогалактики 4C+37.11. Исследователи использовали данные наблюдений 3,6-метрового телескопа обсерватории WIYN и 8-метрового телескопа «Джемини-Север», чтобы отследить распределение скоростей звезд в центральной зоне галактики, а затем подобрали под данные наблюдений подходящую динамическую модель, описывающую движение звезд в гравитационном поле центрального массивного объекта.

4C+37.11 представляет собой массивную эллиптическую галактику, окруженную ярким рентгеновским гало, которая находится на расстоянии около 750 миллионов световых лет от Солнца. То, что ее ядро содержит два компактных переменных компонента, было замечено еще в 2004 году.

Измеренная динамическая масса пары черных дыр, расстояние между которыми оценивается в 24 световых года, составила 28 миллиардов масс Солнца, что делает ее самой тяжелой среди известных двойных сверхмассивных черных дыр и второй по массе среди черных дыр в Местной Вселенной, для которых измерения проведены надежным кинематическим методом (на первом месте находится галактика Holmberg 15A). Расчетный радиус сферы гравитационного влияния пары черных дыр оценивается в 1,38 килопарсек.

Полученная оценка массы укладывается в корреляцию между радиусом ядра галактики и массой черной дыры для эллиптических галактик с ядром, а также в известное соотношение между массой СМЧД и дисперсией скоростей в ядре галактики для эллиптических галактик с ядрами, которые также являются ярчайшими галактиками в скоплениях. Это говорит в пользу идеи о том, что галактика-хозяин пары черных дыр возникла за счет нескольких крупных событий слияний галактик, а из ядра были удалены звезды, способные сокращать орбиту двойной системы.

Ранее мы рассказывали о том, как «Радиоастрон» подтвердил наличие двойной системы сверхмассивных черных дыр в блазаре OJ28.