Скрытные великаны: Рекордсмены среди черных дыр
Группа астрономов во главе с профессором Чун-Пей Ма (Chung-Pei Ma) и аспирантом Николасом Макконнелом (Nicholas McConnell) из Калифорнийского университета провела наблюдения за быстродвижущимися звездами в центрах галактик NGC 3842 и NGC 4889 и их темными гало — диффузными внешними областями. Сопоставив результаты этих наблюдений, ученые смогли определить массы черных дыр, находящихся в центрах этих галактик. Результаты их работы готовятся к публикации в декабрьском номере журнала Nature. Наблюдения быстродвижущихся звезд проводились с помощью телескопов Джемини и Кека на Гавайях, темных гало — в обсерватории Макдональд Техасского университета.
Исследователи из Техасского университета Карл Гебхардт (Karl Gebhardt) и Джереми Мерфи (Jeremy Murphy), которые проводили наблюдения с помощью мощного спектрографа в обсерватории Макдональд, обнаружили также и предыдущего «рекордсмена» — черную дыру в галактике M87, но каждый из недавно обнаруженных гигантов превосходит её по массе практически вдвое. Возможно, эти сверхмассивные черные дыры — все, что осталось от двух квазаров, существовавших в молодой Вселенной. Они удалены от Земли более чем на 300 миллионов световых лет.
«В молодой Вселенной было много квазаров, или активных ядер галактик, и некоторые из них — с черными дырами, превосходящими Солнце по массе в 10 миллиардов раз (и более). Но если в молодости они были так велики, то где они сейчас? — спрашивает профессор Ма. — Эти две сверхмассивные черные дыры сопоставимы по массе с молодыми квазарами и могут оказаться недостающим звеном между ними и наблюдаемыми сегодня черными дырами».
Первая из недавно открытых черных дыр имеет массу, равную 9,7 миллиардов солнечных, и расположена в эллиптической галактике NGC 3842 в скоплении, которое находится на расстоянии 320 миллионов световых лет от Земли в созвездии Льва. Вторая (возможно, даже превосходящая первую по массе) расположена в эллиптической галактике NGC 4889 — самой яркой в скоплении Волос Вероники на расстоянии около 336 миллионов световых лет от Земли.
По словам Макконнелла, горизонт событий каждой из этих черных дыр пятикратно превосходит в диаметре орбиту Плутона, и в 200 раз — орбиту Земли. «Для сравнения, — говорит он, — эти черны дыры в 2500 раз массивнее черной дыры в центре Млечного Пути, диаметр горизонта событий которой — около одной пятой от диаметра орбиты Меркурия».
Ма полагает, что эти гигантские черные дыры не были замечены до сих пор, поскольку они ведут тихое существование, опустошив свои окрестности около 10 млрд. лет назад. Межзвездный газ и пыль, не поглощенные черной дырой, с тех пор превратились в звезды, мирно вращающиеся на своих орбитах, и огромные галактики из триллионов звезд с черными дырами-великанами в центре незаметно поселились посреди своих скоплений.
Астрономы полагают, что у многих (если не у всех) галактик в центре находится черная дыра. Причем чем больше галактика — тем массивнее её черная дыра. Крупнейшие черные дыры находятся в эллиптических галактиках, которые, предположительно, образовались в результате слияния двух спиральных галактик. А слияние эллиптических галактик может стать причиной возникновения еще более крупной эллиптической галактики с черной дырой, масса которой приближается к 10 миллиардам солнечных, и может увеличиваться за счет поглощения межзвездного газа, оставшегося после слияния, считает Ма. Множественные слияния — это один из путей возникновения подобных гигантов, говорит она.
По пресс-релизу The University of Texas