Астрономы обнаружили черную дыру на 40 миллиардов Солнц в сердце галактики Abell 85

Москва, 13:41, 03 Дек 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Астрономы обнаружили самую тяжелую черную дыру на 40 миллиардов солнечных масс в центре соседней галактики.

В космосе регулярно появляются черные дыры разных размеров и масс. Рекорд сейчас принадлежит скоплению галактик Abell 85, где в центре центральной галактики Holm 15A находится сверхмассивная черная дыра с массой в 40 миллиардов раз превышающей массу Солнца.

Астрономы из Института внеземной физики им. Макса Планка (MPE) и Университетской обсерватории в Мюнхене обнаружили это, оценив фотометрические данные из обсерватории Вендельштейна, а также новые спектральные наблюдения с помощью телескопа VLT.

Черная дыра рекордсмен: Изображение скопления галактик Abell 85, полученное в обсерватории USM Вендельштейна

Скопление галактик Abell 85

Несмотря на то, что центральная галактика скопления Abell 85 имеет огромную видимую массу около 2 триллионов солнечных масс в звездах, центр галактики чрезвычайно тусклый и размытый. Вот почему совместная группа астрономов из Института внеземной физики им. Макса Планка и Университетской обсерватории Мюнхена (USM) заинтересовалась галактикой. Эта центральная диффузная область в галактике почти такая же большая, как Большое Магелланово Облако, и это было подозрительным признаком наличия черной дыры с очень большой массой.

Скопление галактик Abell 85, состоящее из более чем 500 отдельных галактик, находится на расстоянии 700 миллионов световых лет от Земли, что вдвое больше, чем расстояние, на котором ранее измерялись массы черных дыр.

«Существует только несколько десятков прямых измерений массы сверхмассивных черных дыр, и никогда ранее не предпринимались попытки на таком расстоянии», — объясняет ученый MPE Дженс Томас, который руководил исследованием. «Но у нас уже было некоторое представление о размере черной дыры в этой конкретной галактике, поэтому мы попробовали это».

Новые данные, полученные в обсерватории USM Вендельштейна Университета Людвига-Максимилиана и с помощью инструмента MUSE в VLT, позволили команде выполнить оценку массы, основанную непосредственно на звездных движениях вокруг ядра галактики. С массой 40 миллиардов солнечных масс это самая массивная черная дыра, известная сегодня в локальной Вселенной.

«Это в несколько раз больше, чем ожидалось от косвенных измерений, таких как звездная масса или дисперсия скоростей галактики», — отмечает Роберто Салья, старший научный сотрудник MPE.

Световой профиль галактики показывает центр с чрезвычайно низкой и очень рассеянной поверхностной яркостью, намного слабее, чем в других эллиптических галактиках.

«Световой профиль во внутреннем ядре также очень плоский», — объясняет аспирант USM Киануш Мехрган, который проводил анализ данных. «Это означает, что большинство звезд в центре должно быть уничтожено из-за взаимодействия в предыдущих слияниях».

оригинал

Слабое свечение: на этой диаграмме показано распределение поверхностной яркости центральной скопления галактики Holm 15A. По сравнению с другими галактиками ядро ​​галактики имеет очень низкую поверхностную яркость

Каковы выводы ученых?

В общепринятом представлении ядра в таких массивных эллиптических галактиках образуются в результате так называемого «очищения ядра»: при слиянии двух галактик гравитационные взаимодействия между их сливающимися центральными черными дырами приводят к «гравитационным пращам», которые выбрасывают звезды на преимущественно радиальные орбиты от центра остатка галактики. Если в центре не осталось газа для образования новых звезд — как в более молодых галактиках — это приводит к истощению ядра.

Однако даже с этой необычной историей слияния ученые могли установить новую и надежную связь между массой черной дыры и поверхностной яркостью галактики: с каждым слиянием черная дыра набирает массу, а центр галактики теряет звезды. Астрономы могут использовать это соотношение для оценки массы черной дыры в более отдаленных галактиках, где прямые измерения звездных движений, достаточно близких к черной дыре, невозможны.