Одна из крупнейших черных дыр, известных науке, оказалась настоящим монстром

Свет, огибающий некий невидимый объект чудовищной массы, выявил присутствие одной из самых больших черных дыр, когда-либо обнаруженных во Вселенной.
Одна из крупнейших черных дыр, известных науке, оказалась настоящим монстром
ESA/Hubble, Digitized Sky Survey, Nick Risinger/skysurvey.org, N. Bartmann

В галактике в центре массивного скопления под названием Abell 1201, примерно в 2,7 миллиардах световых лет от нас, скрывается космический колосс. Не довольствуясь «обычной» сверхмассивностью, монстр представляет собой особо крупную сверхмассивную черную дыру, масса которой примерно в 32,7 миллиарда раз превышает массу Солнца.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Новая цифра превышает предыдущие оценки как минимум на 7 миллиардов солнечных масс, демонстрируя силу искривленного света для точного измерения подобных гигантов.

«Эта конкретная черная дыра, масса которой примерно в 30 миллиардов раз больше массы нашего Солнца, является одной из самых больших из когда-либо обнаруженных и находится на верхнем пределе того, насколько большими, по нашему мнению, могут стать черные дыры теоретически, так что это чрезвычайно захватывающее открытие», — объяснил физик Джеймс Найтингейл из Даремского университета в Великобритании.

Как найти черную дыру во мраке космоса

Во Вселенной есть много черных дыр, но если они не активно аккрецируют вещество: этот процесс производит много света, поскольку материя нагревается перед падением в черную дыру , а потому малоактивные дыры светятся слабее и потому их нелегко обнаружить. Сами по себе черные дыры не излучают свет, поэтому искать их приходится по косвенному влиянию на близлежащие космические объекты.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Один из способов разыскать черную дыру — найти эффект, называемый гравитационным линзированием. Он происходит, когда само пространство-время искривляется массой дыры; представьте себе пространство-время в виде резинового листа, а массу — в виде тяжелого груза на нем. Любой свет, проходящий через эту область пространства-времени, должен двигаться по искривленному пути, что особенно хорошо видно на больших дистанциях (например, когда мы наблюдаем черные дыры в далеких галактиках).

Свет искажается, растягивается и иногда становится интенсивнее, что означает, что мы получаем искаженные изображения объектов на заднем плане, таких как далекие галактики. В зависимости от степени искажения можно относительно точно определить массу объекта, вызывающего подобный эффект.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Насколько большой может стать черная дыра

Ярчайшая галактика скопления Abell 1201 представляет собой большую диффузную эллиптическую галактику, хорошо известную как сильная гравитационная линза. Соседняя галактика выглядит рядом с ней как вытянутое пятно, похожее на бровь, плотно обвивающую свои окраины. Эта странность была обнаружена в 2003 году; в 2017 году астрономы обнаружили второе, более слабое пятно, еще ближе к галактическому центру.

Ученые предположили, что это подразумевает наличие очень большой черной дыры в центре скопления, но доступные данные были недостаточно полными. Найтингейл и его коллеги не только имели доступ к более поздним наблюдениям, но и разработали инструменты для их понимания. Они провели сотни тысяч симуляций движения света во Вселенной, изменения массы черной дыры в центре галактики в поисках результатов, которые воспроизводят линзирование, которое мы наблюдаем с помощью Abell 1021 BCG.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Все, кроме одной из их моделей, указали на массивную черную дыру в центре галактики; и наилучшее соответствие массе этой черной дыры было в 32,7 миллиарда раз больше массы Солнца. Это подталкивает его к сверхмассивной территории, черным дырам массивнее 10 миллиардов Солнц и близко к теоретическому верхнему пределу для масс черных дыр в 50 миллиардов Солнц.

Это также масса, которая ставит черную дыру Abell 1021 BCG в десятку самых массивных черных дыр, обнаруженных нами на сегодняшний день. Диаметр ее горизонта событий составит более 1290 астрономических единиц. Для контекста: расстояние от Плутона до Солнца составляет всего 40 астрономических единиц. Это умопомрачительное расстояние.