«Апостериори»: Найдена одна из самых массивных пар чёрных дыр

Новости науки и технологий

Поддержите «Эхо», если вы не в России

Астрономы обнаружили в центре галактики A402-BCG необычную область с пониженной плотностью звёзд. По оценкам исследователей, в этой области может отсутствовать более двух миллиардов солнечных масс звёздного вещества.

Галактика A402-BCG находится в центре скопления галактик A402 на расстоянии нескольких миллиардов световых лет от Земли. Необычная структура была обнаружена при анализе данных космических телескопов «Джеймс Уэбб» и «Хаббл». В центре галактики исследователи обнаружили тёмную область размером около одного килопарсека – примерно трёх тысяч световых лет.

Ранее похожие структуры обычно объяснялись присутствием пылевых облаков, поглощающих свет звёзд. Однако в данном случае наблюдения показали, что глубина потемнения почти не зависит от длины волны. Это оказалось несовместимо с моделями межзвёздной пыли.

Авторы работы пришли к выводу, что речь, вероятно, идёт не о поглощении света, а о реальном дефиците звёзд в центральной области галактики. Согласно расчётам, в пределах этой структуры отсутствует около 2 × 10^9 солнечных масс звёзд.

Исследователи также обнаружили, что на больших масштабах центр галактики обладает так называемым плоским ядром – областью с относительно постоянной поверхностной яркостью. Подобные структуры давно связывают с динамическими взаимодействиями сверхмассивных чёрных дыр при слиянии галактик.

По размеру этого ядра авторы оценили массу центральной чёрной дыры примерно в 5 × 10^10 масс Солнца. Это одна из самых больших оценок массы чёрной дыры, полученных подобным методом.

Дополнительные наблюдения, выполненные с помощью спектрографа MUSE на телескопе Very Large Telescope, выявили два источника ионизованного газа по разные стороны полости. Их относительная скорость составляет около 370 километров в секунду.

Авторы предполагают, что эти источники могут быть двумя активными сверхмассивными чёрными дырами. Если это так, их суммарная масса может достигать примерно 6 × 10^10 масс Солнца. В этом случае система стала бы самым массивным известным кандидатом на двойную систему сверхмассивных чёрных дыр.

Согласно основной гипотезе исследователей, обнаруженная полость образовалась в результате гравитационного взаимодействия звёзд с двойной системой сверхмассивных чёрных дыр. В процессе сближения чёрные дыры могут передавать часть своей орбитальной энергии окружающим звёздам, выбрасывая их на более далёкие орбиты и постепенно «очищая» центральную область галактики.

Авторы также рассматривают альтернативные объяснения. Среди них – отдача после слияния двух чёрных дыр, а также динамическая нестабильность самого звёздного ядра. Однако во всех рассматриваемых сценариях ключевую роль играют сверхмассивные чёрные дыры.

Исследователи отмечают, что подобные объекты могут быть важны для изучения процессов слияния сверхмассивных чёрных дыр и будущих источников низкочастотных гравитационных волн, которые планируется наблюдать с помощью космической обсерватории LISA.