В карликовых галактиках скрыто гораздо больше черных дыр, чем считалось

Обнаружена ранее не замеченная сокровищница массивных черных дыр — в карликовых галактиках, что позволяет заглянуть в историю жизни сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики.

Об этом рассказали в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилле (UNC-CH), передают OstanniPodii.com.

Считается, что Млечный Путь, как гигантская спиральная галактика, образовался вследствие слияния множества небольших карликовых галактик. Например, облака Магеллана, которые можно увидеть на южном небе, - это карликовые галактики и в будущем они сольются с Млечным Путем. Каждая впадающая в него карликовая галактика может принести с собой центральную массивную черную дыру, которая в десятки или сотни тысяч раз превышает массу нашего Солнца, и ей возможно суждено быть поглощенной центральной сверхмассивной черной дырой Млечного Пути.

Но неизвестно, как часто карликовые галактики содержат массивные черные дыры, что оставляет ключевой пробел в нашем понимании того, как черные дыры и галактики растут вместе. Новое исследование, опубликованное в Astrophysical Journal, помогает восполнить этот пробел, показывая, что массивные черные дыры встречаются в карликовых галактиках гораздо чаще, чем считалось ранее.

«Этот результат просто поразил меня, потому что раньше эти черные дыры были скрыты на виду», - сказала Мугдха Полимера, ведущий автор исследования и аспирант UNC-CH.

Смешанные сообщения

Черные дыры обычно обнаруживают, когда они активно растут, поглощая вращающиеся вокруг них газ и звездную пыль, и это заставляет их интенсивно светиться.

Профессор UNC-CH Шейла Каннаппан, советница Полимеры по докторской диссертации и соавтор исследования, сравнила черные дыры со светлячками.

«Подобно светлячкам, мы видим черные дыры только тогда, когда они светятся — когда они растут — и освещенные дают нам подсказку о том, сколько их еще не видно».

Проблема в том, что в то время как растущие черные дыры светятся характерным высокоэнергетическим излучением, молодые новорожденные звезды тоже могут так сиять. Традиционно астрономы отличают растущие черные дыры от новых звездообразований с помощью диагностических тестов, опирающихся на подробные особенности видимого света каждой галактики, когда оно разложено на спектр, подобно радуге.

Новости по подобной теме:

		Три "красных монстра" в ранней Вселенной бросают вызов современным моделям формирования галактик
		В ранней Вселенной найдена черная дыра, поглощающая материю гораздо быстрее, чем теоретически возможно
		Уэбб и Хаббл показали жуткую пару галактик

Путь к открытию начался, когда студенты старших курсов, работающих с Каннаппан, попытались применить эти традиционные тесты к данным опросам галактик. Команда поняла, что некоторые галактики посылают смешанные сообщения: два теста указывают на растущие черные дыры, а третий — только на звездообразование.

«В предыдущих работах такие неоднозначные случаи просто исключались из статистического анализа, но я имела догадку, что это могут быть неоткрытые черные дыры в карликовых галактиках», - говорит Каннаппан. Она подозревает, что третий, иногда противоречивый, тест был более чувствительным, чем два других, к типичным свойствам карликовых галактик: их простому элементному составу (в основном первоначальные водород и гелий, полученные в результате Большого взрыва) и высокой скорости образования новых звезд.

Соавтор исследования Крис Ричардсон, доцент Элонского университета, подтвердил с помощью теоретических моделирований, что смешанные сообщения результатов тестов точно соответствуют тому, что теория предполагает для карликовой галактики с первоначальным составом и высокой скоростью звездообразования, содержащей массивную черную дыру. «Тот факт, что мои моделирования совпали с результатами группы Каннаппан, заставил меня вдохновенно изучить последствия эволюций галактик», - сказал Ричардсон.

Перепись растущих черных дыр

Полимера взяла на себя задачу построить новую перепись растущих черных дыр, уделяя внимание как традиционным, так и смешанным типам сообщений. Она получила опубликованные измерения спектральных характеристик видимого света для проверки наличия черных дыр в тысячах галактик, обнаруженных в двух опросах под руководством Каннаппан, RESOLVE и ECO. Эти опросы включают ультрафиолетовые и радиоданные, идеальные для изучения звездообразований, и имеют необычное оформление: в то время как большинство астрономических обзоров отбирают выборки в пользу больших и ярких галактик, RESOLVE и ECO представляют собой полную инвентаризацию огромных объемов современной Вселенной, в которой изобилие карликовых галактик.

«Для меня было важно, чтобы мы не смещали наш поиск черных дыр в сторону карликовых галактик», - говорит Полимера. «Но, просмотрев всю перепись, я обнаружила, что новый тип растущих черных дыр почти всегда проявляется в карликовых галактиках. Я была поражена цифрами, когда впервые увидела их».

Более 80 процентов всех черных дыр, обнаруженных в карликовых галактиках, принадлежали к новому типу.

Результат казался слишком хорошим. «Мы все занервничали», - говорит Полимера. «Первый вопрос, который пришел на ум, был таким: Не пропустили ли мы способ, посредством которого только экстремальное звездообразование могло бы объяснить эти галактики?». Она возглавила исчерпывающий поиск альтернативных объяснений, связанных со звездообразованием, погрешностями при моделировании или экзотической астрофизикой. В конце концов, команда была вынуждена прийти к выводу, что ново обнаруженные черные дыры настоящие.

«Мы все еще щипаем себя», - говорит Каннаппан. «Мы с нетерпением ждем реализации бесчисленного количества новых идей. Найденные нами черные дыры являются основными строительными блоками сверхмассивных черных дыр, таких как находящаяся в нашем Млечном Пути. Мы так много хотим узнать о них».

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Галактики
• карликовая галактика
• Черные дыры