Астрономи виявили на диво масивну чорну діру у галактиці-супутнику Чумацького Шляху

Виявлено незвичайно масивну чорну діру в центрі однієї з карликових галактик-супутників Чумацького Шляху, яка називається “Лев I”. Майже така ж масивна, як чорна діра в нашій галактиці, ця знахідка може змінити наше розуміння того, як еволюціонують усі галактики.

Про це розповідають у Техаському університеті (UT) в Остіні, передають OstanniPodii.com

Команда астрономів вирішила вивчити “Лев I” через її особливість. На відміну від більшості карликових галактик, що обертаються навколо Чумацького Шляху, Лев I не містить багато темної матерії. Дослідники виміряли профіль темної матерії Лева I, тобто як змінюється щільність темної матерії від зовнішніх країв галактики до її центру. Для цього вони виміряли її гравітаційне тяжіння до зірок: чим швидше зорі рухаються, тим більше матерії вкладено в їхні орбіти. Зокрема, команда хотіла дізнатися, чи збільшується щільність темної матерії у напрямку до центру галактики. Вони також хотіли знати, чи будуть їхні вимірювання профілю відповідати попереднім, зробленим із використанням даних старих телескопів у поєднанні з комп’ютерними моделями.

До складу команди, очолюваної нещодавньою випускницею докторантури UT Остіна Марією Хосе Бустаманте, увійшли астрономи UT Єва Нойола, Карл Гебхардт і Грег Зейманн, а також колеги з Німецького Інституту позаземної фізики Макса Планка (MPE).

Для своїх спостережень вони використовували унікальний інструмент під назвою VIRUS-W на 2,7-метровому телескопі Харлана Дж. Сміта Макдональдської обсерваторії.

Коли команда ввела свої покращені дані та складні моделі в суперкомп’ютер у Техаському центрі розширених обчислень UT Остіна, вони отримали дивовижний результат.

“Моделі кричать, що потрібна чорна діра в центрі; насправді не потрібно багато темної матерії”, - сказав Гебхардт. “У вас є дуже маленька галактика, яка падає на Чумацький Шлях, і її чорна діра приблизно така ж масивна, як і у Чумацького Шляху. Співвідношення мас абсолютно величезне. Чумацький Шлях домінує; чорна діра Лева I майже порівнянна”. Результат безпрецедентний.

Дослідники заявили, що результат відрізнявся від попередніх досліджень Лева I завдяки поєднанню кращих даних і суперкомп’ютерного моделювання. Центральна, щільна область галактики була переважно невивченою в попередніх дослідженнях, які зосереджувалися на швидкостях окремих зірок. Нинішнє дослідження показало, що для тих кількох швидкостей, які були взяті в минулому, існувало упередження у сторону до низьких швидкостей. Це, своєю чергою, зменшило передбачувану кількість матерії, що знаходиться в межах їхніх орбіт.

Нові дані зосереджені на центральному регіоні, і не піддані цьому упередженню. Кількість передбачуваної матерії, що знаходиться всередині орбіт зірок, різко зросла.

Відкриття може похитнути уявлення астрономів про еволюцію галактик, оскільки “немає ніякого пояснення для такого типу чорних дір в карликових сфероїдних галактиках”, сказала Бустаманте.

Результат тим важливіший, що астрономи протягом 20 років використовували такі галактики, як Лев I, які називають “карликовими сфероїдними галактиками”, щоб зрозуміти, як темна матерія розподіляється в галактиках, додав Гебхардт. Цей новий тип злиття чорних дір також дає обсерваторіям гравітаційних хвиль новий сигнал для пошуку.

“Якщо маса чорної діри Лева I велика, це може пояснити, як чорні діри зростають у масивних галактиках”, — сказав Гебхардт. Це через те, що з часом, коли маленькі галактики, такі як Лев I, потрапляють у більші галактики, чорна діра меншої галактики зливається з дірою більшої галактики, збільшуючи її масу.

Створений командою MPE в Німеччині, VIRUS-W зараз є єдиним інструментом у світі, який може виконувати подібний тип дослідження профілю темної матерії. Нойола зазначила, що багато карликових галактик південної півкулі є гарними цілями для нього, але жоден телескоп південної півкулі не обладнаний для цієї мети. Однак Гігантський Магеллановий телескоп (GMT), який зараз будується в Чилі, частково розроблений для такого типу робіт. UT в Остіні є партнером-засновником GMT.

Дослідження було опубліковано в The Astrophysical Journal в статті “Динамічний аналіз мас темної матерії та центральної чорної діри в карликовому сфероїді Лев I”.

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