Найдена самая маленькая сверхмассивная черная дыра
Черная дыра — это область в пространстве-времени, где материя стала слишком плотной, превратившись в бесформенную точку. Сверхмассивные черные дыры — это космические монстры, которые весят в миллиарды раз больше, чем наше Солнце, и располагаются в центрах больших галактик, всасывая газ и жонглируя звездами с помощью гравитации. Один такой монстр находится в центре Млечного Пути и называется Стрелец А*. Также астрономы недавно сфотографировали подобную черную дыру в центре галактики Дева А. Но до сих пор не ясно, как именно образовались эти гигантские объекты.
У физиков существует две теории на этот счет. Возможно, свермассивные черные дыры образовались непосредственно из горячей массы, появившейся в результате Большого взрыва. Либо они образовались, как любая другая черная дыра, в результате гибели звезд и постепенно росли, поглощая пыль и другие звезды на протяжении миллиардов лет.
«Проблема в том, что большинство черных дыр значительно выросли с момента их рождения, поглотив газ и пыль вокруг себя, — говорит астрофизик Тимоти Дэвис из Кардиффского университета в Уэльсе. — Это затрудняет определение изначальной массы сверхмассивных черных дыр». Поэтому Дэвис и его коллеги начали поиск небольших сверхмассивных черных дыр. Как объяснили ученые, у них не было возможности поглотить достаточно вещества, чтобы вырасти до размеров, например, Стральца А*, а значит мы можем увидеть, что эти дыры представляли собой при формировании.
Исследователи изучили сверхмассивную черную дыру в центре галактики «Призрак Мираха» (при взгляде с Земли галактика расположена возле звезды Мирах). Ученые измерили скорость движения окиси углерода, вращающегося в центре галактики. «Подобно тому, как вода кружит вокруг сливного отверстия, газ, приближаясь к черной дыре, движется все быстрее и быстрее», — объясняет Дэвис.
Это завихрение напрямую зависит от массы черной дыры, поэтому скорость вихря позволяет вычислить, сколько весит черная дыра. Ученые рассчитали, что черная дыра «Призрак Мираха» имеет массу чуть менее одного миллиона масс нашего Солнца. По оценкам Дэвиса, с момента своего рождения дыра «набрала» около 500 000 масс нашего Солнца.
Это не подтверждает ни одну из теорий происхождения черных дыр, сделали вывод исследователи. Но это немного склоняет чашу весов против модели гравитационного коллапса (быстрое сжатие массивных тел под действием гравитационных сил), некоторые теории которого вовсе не допускают образования сверхмассивных черных дыр столь малого размера, как «Призрак Мираха».
И все же происхождение сверхмассивных черных дыр остается загадкой. Есть и еще одна проблема: другие наблюдения показали, что очень большие сверхмассивные черные дыры существовали в своем нынешнем виде практически сразу после Большого взрыва, что подвергает сомнению правильность суждений ученых о том, как быстро черные дыры могут расти.
«Наша работа усугубила проблему. Мы показали, что любой механизм образования сверхмассивных черных дыр позволяет им иметь массу, которая в 500 000 раз превышает массу нашего Солнца, сразу после рождения», — говорит Дэвис.
Ни одна из теорий не дает объяснения тому, откуда могла появиться столь маленькая сверхмассивная черная дыра «Призрака Мираха». Но теперь ученые знают немного больше о том, как выглядят молодые сверхмассивные черные дыры.
