Астрономи помітили чорну діру в 40 мільярдів сонячної маси в скупченні галактик Abell 85. Вони знайшли бегемот за допомогою спектральних спостережень за допомогою дуже великого телескопа (VLT.) Є лише кілька прямих вимірювань маси чорних дір, і приблизно за 700 мільйонів світлових років від Землі це найбільш віддалений.
Всередині кластера Abell 85 лежить Holm 15A, найяскравіша кластерна галактика (BCG.), Це означає, що це найяскравіша галактика в кластері Abell 85. Центр Холма 15А є дифузним і дуже слабким, хоча сама галактика дуже світиться і має видиму масу зірок, що становить два трильйони сонячних мас. Ця очевидна невідповідність привернула увагу дослідників Інституту позаземної фізики Макса Планка та Мюнхенської університетської обсерваторії.
Нове дослідження очолив науковець з питань МНП Єнс Томас. Дифузна центральна область у Holm 15A майже така ж велика, як і велика магелланова хмара, і Томас та інші астрономи вважали, що це підказка про наявність надзвичайно масивної чорної діри. Команда використовувала дані спектрометра MUSE на VLT та обсерваторії Вендельштайна USM для дослідження цієї великої дифузної області.
У прес-релізі Томас заявив, що "Є лише кілька десятків вимірювань прямої маси надмасивних чорних дір, і ніколи раніше цього не робилося на такій відстані. Але ми вже мали деяке уявлення про розмір Чорної Діри у цій конкретній галактиці, тому ми її спробували ».
Дані обох телескопів дозволили команді здійснити масову оцінку, засновану безпосередньо на зоряних рухах навколо ядра галактики. Коли з'явилися дані, було виявлено надмасивну чорну діру на 40 мільярдів сонячної маси, що зробило її найбільш масовою чорною дірою у відомому Всесвіті.
"Це в кілька разів більше, ніж очікувалося від непрямих вимірювань, таких як зоряна маса або швидкісна дисперсія зірок", - заявив Роберто Салья, старший науковий співробітник MPE та викладач ЛМУ.
Центр Holm 15A має дуже низьку, розсіяну поверхневу яскравість. Це набагато слабше, ніж в інших еліптичних галактиках. Це підказка, що багатьох зірок вигнали з центру під час злиття, що створило цей бегемот. Докторант ЛМУ Кіануш Мерган допоміг проаналізувати деякі дані цього дослідження. У тому ж прес-релізі Мерган сказав: "Світловий профіль у внутрішній серцевині також дуже плоский. Це означає, що більшість зірок у центрі, можливо, були вислані через взаємодію в попередніх злиттях ».
Holm 15A - це галактика раннього типу, або ETG. За загальноприйнятим поглядом, ядра цих типів масивних галактик утворюються завдяки процесу, який називають «стрижнем ядра». Коли дві галактики зливаються, їх чорні діри також зливаються. Усі ці гравітаційні взаємодії роблять рогатку на зірки, викидаючи їх з ядер. Якщо в ядрі не залишилося газу, не можуть утворюватися нові зірки, що призводить до виснаженого типу ядра.
Насправді, світловий профіль для Holm 15A говорить про те, що дві еліптичні галактики, які злилися, вже виснажили ядра від попередніх злиття. Тож виснажене, розсіяне, величезне ядро було підказкою, що в центрі лежить величезна чорна діра.
"Нове покоління комп'ютерних моделювань галактичних злиттів дало нам прогнози, які дійсно добре відповідають спостережуваним властивостям", - сказав Єнс Томас, який також надав динамічні моделі. "Ці симуляції включають взаємодію між зірками та бінарними чорними дірами, але найважливішим інгредієнтом є дві еліптичні галактики, які вже мають виснажені ядра. Це означає, що форма світлового профілю та траєкторії зірок містять цінну археологічну інформацію про конкретні обставини формування ядра в цій галактиці - а також про інші дуже масивні галактики. "
Взаємозв'язок між світловим профілем і масою чорної діри може призвести до кращого розуміння чорних дір та нового способу вимірювання їх маси.
Більшість надмасивних чорних дір занадто віддалені, щоб безпосередньо вимірювати їх. Але це дослідження вказує на новий взаємозв'язок яскравості та маси. Щоразу, коли дві чорні діри зливаються, маса збільшується, але зірки викидаються і ядро галактики стає тьмянішим, припускаючи, що не вистачає газу для утворення нових зірок.
Команда має намір продовжувати розробляти свою модель, і вона може поширюватися далі, ніж просто вимірювати масу чорних дір. У своїй роботі вони говорять: "Наші результати говорять про те, що точна форма центрального світлового профілю, а також деталі розподілу зоряних орбіт у центрі містять цінну інформацію про історію злиття дуже масивних галактик".
Маса більшості чорних дір визначається вимірюванням руху зірок, близьких до галактичного центру. У дуже віддалених галактиках рухи цих зірок неможливо визначити. Але ця нова залежність між світлом і масою могла б стати основою для вимірювання маси більш віддалених чорних дір. Як зазначають автори у своїй роботі, «У основних галактиках маси чорних дір масштабуються навпаки з яскравістю центральної зоряної поверхні та центральною щільністю зоряної маси - в тому числі в Holm 15A. Ми показуємо цю кореляцію тут вперше ».
Якщо це співвідношення має місце, можливо, буде лише питання часу, поки ця 40-мільярдна чорна діра сонячної маси буде детронірована, і на її місце почнеться нова, ще більш масивна чорна діра.
Більше:
- Прес-реліз: Важка вага в центрі центральної галактики Abell 85
- Дослідницький документ: 40-мільярдний солярний чорний матовий чорний колір в екстремальній частині холому 15а, центральної галактики біля 85
- Відео з космічного журналу: Супермасивні чорні діри або їх галактики? Хто прийшов першим?
