Астрофізики знайшли масивні чорні діри, які блукають в карликових галактиках

Нове дослідження виявило більше дюжини масивних чорних дір в карликових галактиках, які раніше вважалися замалими для утримання їх, і здивували вчених своїм розташуванням всередині галактик.

Про це розповідають в Державному університеті Монтани (MSU).

Вчення, очолюване астрофізиком MSU Емі Рейнс, дослідило 111 карликових галактик в межах 1 мільярду світлових років від Землі, використовуючи Дуже великий масив Національного наукового фонду ім. Карла Г. Янського в Національній радіо-астрономічній обсерваторії, що за дві години від Альбукерке на рівнинах штату Нью-Мексіко. Рейнс ідентифікувала 13 галактик, в яких "майже певно" знаходяться масивні чорні діри, і знайшла дещо неочікуване: більшість чорних дір виявилися не на тому місці, яке вона очікувала.

"Всі чорні діри, які я знаходила раніше, були в центрах галактик", - каже Рейнс, доцент кафедри фізики в Коледжі літератури і науки та дослідник Інституту екстремальної гравітації MSU. "Вони блукали по околицях. Я була вражена, коли побачила це".

Інститут екстремальної гравітації об'єднує фізиків та астрономів для вивчення явищ, де сили тяжіння настільки сильні, що розмивають поділ між простором і часом, наприклад, Великий Вибух, нейтронні зірки та чорні діри.

Існує два основних типи чорних дір - неймовірно щільних ділянок космосу із настільки сильною гравітацією, щоб захоплювати світло. За словами Рейнс, менші, зоряні чорні діри утворюються, коли помирають великі зірки, які вдесятеро перевищують масу нашого Сонця. Другий тип, відомий як надмасивні або масивні чорні діри, як правило, знаходяться в центрі галактик і можуть мати масу мільйонів і, навіть, мільярдів мас нашого Сонця. Науковці не знають, як вони утворюються.

Спіральна галактика Чумацький Шлях, що містить десь від 100 до 400 мільярдів зірок, має в своєму центрі масивну чорну діру, звану Стрілець А*. Карликові галактики можуть бути будь-якої форми, але вони набагато менші, ніж Чумацький Шлях, містять до кількох мільярдів зірок.

Результати Рейнс підтверджують передбачення останніх комп'ютерних симуляцій Джилліан Белловарі, доцента Коледжу Квінсборо в Нью-Йорку та наукового співробітника Американського музею природознавства, які постулювали, що чорні діри часто можуть знаходитися не в центрі карликових галактик через те, що галактики взаємодіють під час руху по космосу. У майбутньому, отримані результати зможуть змінити спосіб пошуку вченими чорних дір в карликових галактиках.

"Нам потрібно розширити пошук, націлившись на всю галактику, а не лише на ядро, де, як раніше ми очікували, будуть чорні діри", - сказала Рейнс.

Новини за подібною темою:

		Три "червоні монстри" у ранньому Всесвіті кидають виклик сучасним моделям формування галактик
		У ранньому Всесвіті знайдено чорну діру, що поглинає матерію набагато швидше, ніж теоретично можливо
		Вебб і Габбл показали моторошну пару галактик

Стаття Рейнс "Нова вибірка (блукаючих) масивних чорних дір в карликових галактиках із радіоспостережень високої розподільної здатності" була опублікована 3 січня в журналі "Astrophysical Journal", і Рейнс повідомляла про результати на зустрічі Американського астрономічного товариства в Гонолулу, Гаваї, 5 січня.

Рейнс десять років шукала у небі чорні діри. Будучи аспірантом Університету Вірджинії, вона зосередилась на формуванні зірок в карликових галактиках, але в своєму дослідженні вона знайшла щось інше, що привернуло її увагу: масивну чорну діру "в маленькій карликовій галактиці, де її не повинно було бути".

За тридцять мільйонів світлових років від Землі знаходиться карликова галактика Генізе 2-10, яка раніше вважалася замалою для розміщення масивної чорної діри. Традиційне уявлення говорило нам, що всі масивні галактики зі сфероїдним компонентом мають масивну чорну діру, пояснює Рейнс, а маленькі карликові галактики – ні. І все ж, Рейнс знайшла одну в центрі карликової галактики. Це був момент "еврики", сказала вона. Її висновки були опубліковані в журналі Nature в 2011 році, і Рейнс скерувала свої дослідження на пошук інших чорних дір у карликових галактиках.

"Як тільки я почала спеціально шукати ці речі, я почала знаходити цілу купу", - сказала Рейнс.

Наступний її пошук у Всесвіті змістився на візуальні дані, а не на радіосигнали. Було виявлено понад 100 можливих чорних дір під час першого систематичного пошуку у початковій вибірці з понад 40 000 карликових галактик. Для свого останнього пошуку, описаного в статті, опублікованої цього місяця, Рейнс хотіла повернутися назад і шукати радіо-сигнатури в тій вибірці, що, за її словами, дозволило б знайти масивні чорні діри в зореутворюючих карликових галактиках. За допомогою обох методів було ідентифіковано лише одну галактику.

"Є багато можливостей зробити нові відкриття, адже вивчення чорних дір у карликових галактиках - це нова область, - сказала вона. - Людей, безумовно, приваблюють чорні діри. Вони загадкові та захоплюючі об'єкти".

Відкриття Рейнс влили нову енергію у пошук чорних дір в карликових галактиках, відкриваючи нові області астрофізики, по мірі того, як вона та інші вчені намагаються вияснити, як утворюються ці масивні чорні діри.

"Коли нові відкриття руйнують наше сучасне розуміння того, як все влаштовано, ми виявляємо ще більше питань, ніж ми мали раніше", - зазначив Ів Ідзерда, завідувач кафедри фізики MSU.

Читайте ще цікаві новини про космос.

• Чорні діри
• Галактики