В карликових галактиках приховано набагато більше чорних дір, ніж вважалося

Виявлено раніше не помічену скарбницю масивних чорних дір — в карликових галактиках, що дозволяє зазирнути в історію життя надмасивної чорної діри в центрі нашої галактики.

Про це розповіли в Університеті Північної Кароліни в Чапел-Хілл (UNC-CH), передають OstanniPodii.com.

Вважається, що Чумацький Шлях, як гігантська спіральна галактика, утворився внаслідок злиття безлічі невеликих карликових галактик. Наприклад, Магелланові хмари, які можна побачити на південному небі, - це карликові галактики, які в майбутньому зіллються з Чумацьким Шляхом. Кожна карликова галактика, яка впадає в нього, може принести з собою центральну масивну чорну діру, яка в десятки або сотні тисяч разів перевищує масу нашого Сонця, якій можливо судилося бути поглиненою центральною надмасивною чорною дірою Чумацького Шляху.

Але невідомо як часто карликові галактики містять масивні чорні діри, що залишає ключову прогалину в нашому розумінні того, як чорні діри та галактики зростають разом. Нове дослідження, опубліковане в Astrophysical Journal, допомагає заповнити цю прогалину, показуючи, що масивні чорні діри зустрічаються в карликових галактиках набагато частіше, ніж вважалося раніше.

“Цей результат просто вразив мене, тому що раніше ці чорні діри були приховані на видноті”, - сказала Мугдха Полімера, провідна авторка дослідження та аспірант UNC-CH.

Змішані повідомлення

Чорні діри зазвичай виявляють, коли вони активно зростають, поглинаючи газ і зоряний пил, що обертаються навколо них, і це змушує їх інтенсивно світитися.

Професорка UNC-CH Шейла Каннаппан, радниця Полімери з докторської дисертації та співавторка дослідження, порівняла чорні діри зі світлячками.

“Подібно до світлячків, ми бачимо чорні діри тільки тоді, коли вони світяться - коли вони зростають — і ті, що освітлені, дають нам підказку про те, скільки їх ще не видно”.

Проблема в тому, що в той час, як чорні діри, що зростають, світяться характерним високоенергетичним випромінюванням, молоді новонароджені зорі теж можуть так сяяти. Традиційно астрономи відрізняють чорні діри, що зростають, від нових зореутворень за допомогою діагностичних тестів, які спираються на детальні особливості видимого світла кожної галактики, коли воно розкладене на спектр, подібно веселці.

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

Шлях до відкриття розпочався, коли студенти старших курсів, які працюють з Каннаппан, спробували застосувати ці традиційні тести до даних опитувань галактик. Команда зрозуміла, що деякі галактики посилають змішані повідомлення: два тести вказують на чорні діри, що зростають, а третій — тільки на зореутворення.

“У попередніх роботах такі неоднозначні випадки просто відкидалися зі статистичного аналізу, але я мала здогад, що це можуть бути невідкриті чорні діри в карликових галактиках”, - говорить Каннаппан. Вона підозрює, що третій, іноді суперечливий, тест був більш чутливим, ніж два інших, до типових властивостей карликових галактик: їх простого елементного складу (в основному первісні водень і гелій, отримані в результаті Великого вибуху) та високої швидкості утворення нових зірок.

Співавтор дослідження Кріс Річардсон, доцент Елонського університету, підтвердив за допомогою теоретичних моделювань, що змішані повідомлення результатів тестів точно відповідають тому, що теорія передбачає для карликової галактики з первісним складом і високою швидкістю зореутворення, яка містить масивну чорну діру. “Той факт, що мої моделювання збіглися з результатами групи Каннаппан, змусив мене з натхненням вивчити наслідки еволюцій галактик”, - сказав Річардсон.

Перепис чорних дір, що зростають

Полімера взяла на себе завдання побудувати новий перепис чорних дір, що зростають, приділяючи увагу як до традиційних, так і до змішаних типів повідомлень. Вона отримала опубліковані вимірювання спектральних характеристик видимого світла для перевірки наявності чорних дір у тисячах галактик, виявлених у двох опитуваннях під керівництвом Каннаппан, RESOLVE та ECO. Ці опитування включають ультрафіолетові й радіодані, ідеальні для вивчення зореутворення, і мають незвичайне оформлення: у той час, як більшість астрономічних оглядів відбирають вибірки на користь великих та яскравих галактик, RESOLVE та ECO являють собою повну інвентаризацію величезних обсягів сучасного Всесвіту, в якому в достатку карликових галактик.

“Для мене було важливо, щоб ми не зміщували наш пошук чорних дір у бік карликових галактик”, - каже Полімера. “Але, переглянувши весь перепис, я виявила, що новий тип чорних дір, що зростають, майже завжди виявляється в карликових галактиках. Я була вражена цифрами, коли вперше побачила їх”.

Понад 80 відсотків усіх чорних дір, які вона виявила в карликових галактиках, належали до нового типу.

Результат здавався занадто хорошим. “Ми всі занервували”, - каже Полімера. “Перше питання, яке спало мені на думку, було таким: Чи не пропустили ми спосіб, за допомогою якого тільки екстремальне зореутворення могло б пояснити ці галактики?”. Вона очолила вичерпний пошук альтернативних пояснень, пов'язаних із зореутворенням, похибками при моделюванні або екзотичною астрофізикою. Зрештою, команда була змушена дійти висновку, що ново виявлені чорні діри є справжніми.

“Ми все ще щипаємо себе”, - каже Каннаппан. “Ми з нетерпінням чекаємо на реалізацію незліченної кількості нових ідей. Знайдені нами чорні діри є основними будівельними блоками надмасивних чорних дір, таких як та, що знаходиться в нашому Чумацькому Шляху. Ми так багато хочемо дізнатися про них”.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• карликова галактика
• Чорні діри
• Галактики