Чёрные дыры средней массы могут скрываться в центрах малых галактик

Галактика M82
Галактика Мессье 82, в которой была обнаружена чёрная дыра промежуточной массы M82 X-1. Авторы и права: NASA / H. Feng et al.

Новое исследование выявило чёрную дыру, которая до сих пор была неуловимой: промежуточную чёрную дыру масса которой находится в пределах от нескольких до миллионов солнечных масс.

На протяжении десятилетий астрономы находили только два типа чёрных дыр: чёрные дыры звёздной массы и сверхмассивные чёрные дыры. Чёрные дыры звёздной массы (ЧДЗМ) в несколько раз массивнее Солнца и, как полагают, возникают, когда погибают гигантские звёзды. Сверхмассивные чёрные дыры (СМЧД) в миллионы или даже миллиарды раз массивнее Солнца и располагаются в центрах большинства крупных галактик.

О происхождении сверхмассивных чёрных дыр известно очень мало. Они, кажется, появились на ранней стадии эволюции Вселенной и довольно быстро набрали свою массу, но исследователи до сих пор точно не знают почему. Одна из теорий предполагает существование промежуточных чёрных дыр – с массами от 100 до 1 миллиона Солнц. Предполагается, что они находятся как раз между ЧДЗМ и сверхмассивными чёрными дырами. Однако доказательства существования этих недостающих звеньев практически отсутствуют.

“Промежуточные чёрные дыры распространены в локальной Вселенной”, – сказал ведущий автор исследования Игорь Чилингарян (Igor Chilingarian), астроном из Смитсоновской астрофизической обсерватории в Кембридже (Массачусетс, США), а также сотрудник Московского государственного университета (Россия).

По словам астрономов им, возможно, удалось обнаружить 10 чёрных дыр промежуточной массы в центрах галактик. Новые данные показали, что чёрные дыры средней массы могут скрываться в центрах многих небольших галактик.

Чёрные дыры сложны для изучения, потому что, как следует из их названия, они чёрные, что затрудняет их восприятие на фоне черноты космического пространства. Одним из способов косвенного обнаружения чёрных дыр является поиск необычайно ярких галактических ядер. В предыдущей работе было высказано предположение, что эти так называемые “активные галактические ядра” являются, вероятно, чёрными дырами, которые высвобождают огромное количество энергии, когда гигантские облака газа вращаются около них в аккреционных дисках.

Чтобы обнаружить чёрные дыры средней массы, исследователи проанализировали данные о примерно 1 миллионе галактик, которые были получены в ходе Слоуновского цифрового небесного обзора (SDSS). После обнаружения 305 потенциальных кандидатов в чёрные дыры промежуточной массы астрономы использовали радиотелескопы Чандра, XMM-Newton и Свифт для подтверждения своих предположений.

“Мы зафиксировали очень слабые источники рентгеновских лучей в центрах галактик”, – сказал Ави Леб (Avi Loeb), астроном из Гарвардского университета. “Эти источники очень сложно идентифицировать, потому что в центрах галактик находится множество звёзд”.

Исследователи обнаружили 10 активных галактических ядер в которых, по их мнению, находятся промежуточные чёрные дыры, с массами в пределах от 36 000 до 316 000 солнечных масс.

Будущие исследования этих объектов помогут понять, как возникли сверхмассивные чёрные дыры. Один из вариантов заключается в том, что чёрные дыры промежуточной массы образовались из чёрных дыр звёздной массы, которые довольно быстро поглощали газ вокруг себя, а затем слияния чёрных дыр промежуточной массы создали сверхмассивные чёрные дыры.

Однако есть и другие возможные причины появления как средних, так и сверхмассивных чёрных дыр, которые учёные должны принять во внимание. Например, чёрные дыры средней массы могли возникнуть в результате столкновений звёзд в чрезвычайно плотных звёздных кластерах. Кроме того, чёрные дыры с массами от 100 000 до 1 миллиона солнечных масс могли образоваться в результате сжатия массивных газовых облаков, распространённых в ранней вселенной.

“Чем больше мы узнаем о происхождении чёрных дыр с промежуточными массами и сверхмассивных чёрных дырах, тем лучше мы будем понимать эволюцию галактик и Вселенной в целом”, – сказал Леб.

Сейчас Чилингарян и его коллеги используют телескоп Магеллан в обсерватории Лас-Кампанас (Чили), чтобы уточнить свои оценки масс чёрных дыр, кроме того, они надеются проверить ещё 13 кандидатов с помощью рентгеновской обсерватории Чандра. Чилингарян отметил, что, если запуск космического рентгеновского телескопа eROSITA состоится, как и планировалось, в 2019 году, количество подтвержденных чёрных дыр промежуточной массы увеличится на порядок.

Чилингарян и его коллеги подробно изложили свои выводы в статье, опубликованной 3 мая в журнале Astrophysical Journal.


Больше информации: https://arxiv.org/

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *