Недавно обнаруженная убегающая чёрная дыра находится в компактной звездообразующей галактике на расстоянии около 7,7 миллиардов лет от нас и имеет массу в 20 миллионов солнечных масс. Объект оставил после себя невиданный ранее “инверсионный след” из новорожденных звёзд длиной 200 000 световых лет, что в два раза больше диаметра нашей собственной галактики Млечный Путь.
У сверхмассивной чёрной дыры есть несколько способов покинуть центр галактики. Необходимым условием тут является слияние галактик, которое приводит к образованию двойной сверхмассивной чёрной дыры в центре новой галактики.
Двойная система может быть долгоживущей, и если третья сверхмассивная чёрная дыра достигнет центра галактики до того, как двойная система сольётся, взаимодействие трёх тел может придать большую скорость одной из сверхмассивных чёрных дыр, что приведёт к её выходу из ядра.
Даже в отсутствие третьей сверхмассивной чёрной дыры возможное слияние двойной системы может дать толчок вновь образованной чёрной дыре за счёт отдачи гравитационного излучения.
Скорость выброса сверхмассивной чёрной дыры зависит от механизма и конкретной динамики. В исключительных случаях отдача может достигать примерно 5000 километров в секунду. В любом случае скорость сверхмассивной чёрной дыры может превышать скорость убегания родительской галактики.
Идентификация таких убегающих сверхмассивных чёрных дыр представляет очевидный интерес, но она довольно трудна.
“Мы думаем, что наблюдаем след за чёрной дырой, где газ охлаждается и может образовывать звёзды”, – сказал доктор Питер ван Доккум, астроном из Йельского университета.
Итак, исследователи наблюдают звездообразование, которое следует за чёрной дырой. То, что они видят – это последствия. Подобно следу за кораблём, астрономы видят след за чёрной дырой.
На пути по которому двигалась чёрная дыра должно быть много новых звёзд. Черная дыра находится на одном конце линии, которая простирается до своей родительской галактики. На самом внешнем конце линии имеетсяь удивительно яркий узел ионизированного кислорода.
Исследователи полагают, что газ, вероятно, нагревается из-за движения чёрной дыры. Однако, как именно это работает, доподлинно неизвестно.
Доктор ван Доккум и его коллеги подозревают, что первые две галактики слились примерно 50 миллионов лет назад. Это объединило две сверхмассивные чёрные дыры в их центрах. Они вращались вокруг друг друга как бинарная чёрная дыра. Затем появилась другая галактика со своей собственной сверхмассивной чёрной дырой. Три чёрные дыры, оказавшись рядом, привели к хаотичной и нестабильной конфигурации.
Одна из чёрных дыр забрала импульс у двух других чёрных дыр и была выброшена из родительской галактики. Когда одиночная чёрная дыра вылетела из центра галактики а в одном направлении, двойная чёрная дыра улетела в противоположном направлении.
На противоположной стороне галактики-хозяина видна особенность, которая может быть убегающей двойной чёрной дырой. Косвенным доказательством этого является то, что в ядре галактики не осталось никаких признаков активной чёрной дыры.