Новости космоса: Гравитационные волны выбросили сверхмассивную черную дыру из галактического центра.

Мар 24, 2017 Леонид Гляделов

Астрономы обнаружили сверхмассивную черную дыру, которая была вытолкнута из центра далекой галактики силой гравитационных волн.

Астрономы считают, что этот объект, обнаруженный космическим телескопом NASA / ESA Хаббл, является очень массивным. Имея массу более 1 млрд. солнечных, черная дыра является самой массивной черной дырой, когда-либо обнаруженной, которая была вытолкнута из центра галактики.

Исследователи говорят, что для того, чтобы выбросить черную дыру, одновременно была использована эквивалентная энергия 100 млн. сверхновых звезд. Наиболее правдоподобным объяснением этой движущей энергии является то, что объект-монстр получил удар гравитационными волнами, высвободивщиеся от слияния двух массивных черных дыр в центре галактики.

Наблюдения при помощи телескопа Хаббл за своенравной черной дырой удивили исследовательскую группу. «Когда я впервые увидел это, я подумал, что мы видим что-то очень своеобразное» , - сказал руководитель команды Марко Чиаберге из Института космического телескопа (STScI) и университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд. «Когда мы объединили наблюдения Хаббла, рентгеновской обсерватории Чандра и цифрового обзора неба Слоана (Sloan Digital Sky Survey), все это указывало на один и тот же сценарий.»

Исследование появится в 30 марта журнале Astronomy & Astrophysics.

Изображения Хаббла, снятые в видимом и ближнем инфракрасном свете, дали первый ключ к пониманию того, что галактика необычна. На снимках был обнаружен яркий квазар. Черные дыры не могут наблюдаться непосредственно, но они являются источником энергии в центре квазаров - интенсивных компактных излучателей. Квазар, названный 3C 186, и его родительская галактика находятся на расстоянии около 8 млрд. световых лет от нас.

Черная дыра прошла более 35 000 световых лет от центра, что на несколько тысяч световых лет больше, чем расстояние между Солнцем и центром Млечного Пути.

На основании спектроскопических наблюдений, проведенных Хабблом и Слоанским исследованием, исследователи оценили массу черной дыры и измерили скорость газа, захваченного вблизи объекта.

«К нашему удивлению, мы обнаружили, что газ вокруг черной дыры отлетает от центра галактики со скоростью 4,7 миллиона миль в час» , - сказал член команды Джастин Эли из STScI. «Это измерение также является мерилом скорости черной дыры, потому что газ гравитационно привязан к этому сверхмассивному объекту.»

Астрономы подсчитали, что черная дыра движется настолько быстро, что проходит расстояние от Земли до Луны за три минуты. Это достаточно быстро для того, чтобы черная дыра навсегда покинула свою галактику через 20 млн. лет.

Галактика имеет слабые дугообразные черты, называемые приливные хвосты, создаваемые между двумя сталкивающимися галактиками. Это свидетельствует о возможном слиянии между системой 3С 186 и другой галактикой, каждая из которых имела центральные массивные черные дыры, которые,в конечном итоге объединились в одну.

Исследователи разработали сценарий по которому возможен выброс СМЧД из центра галактики. Если две сливающиеся черные дыры имеют разные массы и скорость вращения, они будут сильнее излучать гравитационные волны вдоль одного направления. Когда две черные дыры сталкиваются, они перестают производить гравитационные волны. Новая объединенная черная дыра затем отбрасывается в противоположном направлении от более сильных гравитационных волн.

Исследователям повезло, что они поймали это уникальное событие, потому что не каждое слияние черных дыр создает несбалансированные гравитационные волны, которые приводят к движению черной дыры в противоположном направлении.

«Эта асимметрия зависит от таких свойств, как масса и относительная ориентация осей вращения перед слиянием» , - сказал член команды Колин Норман из STScI и университета Джонса Хопкинса. «Вот почему эти объекты так редки».

Альтернативное объяснение смещения квазара, хотя и маловероятно, предполагает, что яркий объект не находится в пределах галактики. Вместо этого квазар расположен за галактикой, но изображение телескопа Хаббл дает иллюзию, что он находится на том же расстоянии, что и галактика. Если бы это было так, исследователям следовало бы обнаружить галактику на заднем плане, где находится квазар.

Если интерпретация исследователей верна, наблюдения могут дать убедительные доказательства того, что сверхмассивные черные дыры действительно могут сливаться. У астрономов есть доказательства столкновения черных дыр для черных дыр звездных масс, но процесс, регулирующий сверхмассивные черные дыры, более сложен и не до конца понятен.

Команда надеется снова использовать Хаббл в сочетании с Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) и другими телескопами, чтобы более точно измерить скорость черной дыры и ее газового аккреционного диска, что может дать более полное представление о природе этого причудливого объекта.