Протягом багатьох років астроном Карл Гебхардт і аспірант Джеремі Мерфі з Техаського університету в Остіні полювали на чорні діри - щільну концентрацію речовини в центрі галактик. У центрі галактики M87 вони знайшли чорну діру вагою в 6,7 мільярда разів більше маси нашого Сонця.
Але тепер вони побили власний рекорд. Об’єднавши нові дані з кількох спостережень, вони знайшли не одну, а дві надмасивні чорні діри, кожна з яких важить аж 10 мільярдів сонців.
"Вони просто збільшуються", - сказав Гебхардт.
Чорні діри зроблені з надзвичайно щільно упакованої речовини. Вони виробляють таке сильне гравітаційне поле, що навіть світло не може уникнути. Оскільки їх неможливо побачити безпосередньо, астрономи знаходять чорні діри, будуючи орбіти зірок навколо цих гігантських невидимих мас. Форма і розмір орбіт цих зірок можуть визначати масу чорної діри.
Вибухові зірки, що називаються надновими, часто залишають за собою чорні діри, але вони важать лише стільки, скільки одинична зірка. Чорні діри в мільярди разів маса нашого Сонця зросла настільки великою. Швидше за все, звичайна чорна діра споживала іншу, захопила величезну кількість зірок і величезну кількість газу, який вони містять, або бути результатом зіткнення двох галактик. Чим більше зіткнення, тим масивніша чорна діра.
Супермасивні чорні діри, виявлені Гебхардтом та Мерфі, знаходяться в центрах двох галактик, розташованих за 300 мільйонів світлових років від Землі. Одна вагою в 9,7 мільярда сонячних мас знаходиться в еліптичній галактиці NGC 3842, найяскравішій галактиці в скупченні галактик Лев, що знаходиться на відстані 320 мільйонів світлових років у напрямку сузір'я Лева. Інша є такою ж великою чи більшою і розташована в еліптичній галактиці NGC 4889, найяскравішій галактиці в скупченні Коми, приблизно в 336 мільйонах світлових років від Землі в напрямку сузір'я Кома Беренікс.
Кожна з цих чорних дір має горизонт подій - точка неповернення, де ніщо, навіть світло не може уникнути їхньої тяжкості - в 200 разів більше, ніж орбіта Землі (або в п’ять разів більше орбіти Плутона). Це приголомшливі 29 929 600 000 кілометрів або 18 497 391 235 миль. Поза межами горизонту подій кожен має гравітаційний вплив, який триває понад 4000 світлових років у кожному напрямку.
Для порівняння, чорна діра в центрі нашої Галактики Чумацького Шляху має горизонт подій лише на одну п’ятою орбіти Меркурія - приблизно 11 600 000 кілометрів або 7 207 905 миль. Ці надмасивні чорні діри в 2500 разів масивніші, ніж наші власні.
Гебхардт і Мерфі виявили надмасивні чорні діри, поєднавши дані з різних джерел. Спостереження з телескопів Близнюки та Кек виявили найменші, найпотаємніші частини цих галактик, тоді як дані Спектрографа Джорджа та Сінтії Мітчелл на 2,7-метровому телескопі Харлана Дж. Сміта виявили їх найбільші, найбільш віддалені регіони.
Складати все разом для виведення маси чорних дір було проблемою. «Нам потрібні були комп’ютерні симуляції, які можуть пристосувати такі величезні зміни в масштабі», - сказав Гебхардт. "Це можна зробити лише на суперкомп'ютері."
Але розплата не закінчується пошуком цього масивного галактичного центру. Відкриття має набагато важливіші наслідки. Це "говорить нам про щось принципове про те, як утворюються галактики", - сказав Гебхардт.
Ці чорні діри могли бути темними залишками раніше яскравих галактик, званих квазарами. Ранній Всесвіт був сповнений квазарами, дехто вважав, що вони живляться чорними дірами 10 мільярдів сонячних мас або більше. Астрономи цікавляться, куди зникли ці супермасивні галактичні центри.
Гебхардт та Мерфі, можливо, знайшли ключовий твір у розв’язанні таємниці. Їх дві надмасивні чорні діри можуть пролити світло на те, як чорні діри та їх галактики взаємодіяли з раннього Всесвіту. Вони можуть бути відсутнім зв’язком між давніми квазарами та сучасними надмасивними чорними дірами.
Джерело: Прес-реліз обсерваторії Макдональд.
