Если созерцание огромных размеров астрономических объектов заставляет вас чувствовать себя довольно маленьким и незначительным, то это новое открытие заставит вас чувствовать себя бесконечно малым.
Почти невозможно представить такой большой объект: сверхмассивную черную дыру, которая в 40 миллиардов раз массивнее нашего Солнца. Но вот он, сидя в центре сверхгигантской эллиптической галактики под названием Holmberg 15A. Холмберг 15А находится на расстоянии около 700 миллионов световых лет, в центре скопления галактик Abell 85.
Этот бегемот был в перекрестии астрономов раньше. Ранее его масса оценивалась в 310 миллиардов раз больше массы Солнца, почти невероятного размера. Но эта оценка была основана на косвенных измерениях. В этом новом исследовании астрономы отслеживали движение звезд вокруг черной дыры и получили в 40 миллиардов раз больше массы Солнца.
Поскольку это новое измерение основано на непосредственном наблюдении, оно более точное.
Исследование, описывающее это новое измерение, было представлено в Astrophysical Journal, но еще не было рецензировано. Она называется «Черная дыра с 40-миллиардной массой солнечной массы в крайнем ядре Холма 15А, центральной галактики Абеля 85».
Документ основан только на двух ночах наблюдений с помощью прибора Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) на Очень Большом Телескопе (VLT) ESO в Обсерватории Паранал в северной части Чили. Используя модели и наблюдения, команда астрономов за этой работой наблюдала звездную кинематику звезд, вращающихся вокруг дыры. Они говорят, что эта черная дыра является рекордсменом. «… SMBH в центре Holm 15A является самой массивной динамически определяемой черной дырой до сих пор».
Просто чтобы быть ясным, это не самая массовая SMBH, когда-либо найденная. Это название, по крайней мере, на данный момент, принадлежит Ультрамассивной черной дыре (UMBH) в центре TON 618, чрезвычайно яркого квазара на расстоянии более 10 миллиардов световых лет. Этот чудовище в 66 миллиардов раз массивнее Солнца. Но этот UMBH был измерен косвенно, поэтому его измерение массы может быть пересмотрено.
Трудно представить что-то, что в 40 миллиардов раз массивнее Солнца. Чтобы представить это в перспективе, представьте себе этот SMBH, расположенный в центре нашей Солнечной системы, где Солнце находится. Если бы оно было там, то оно простиралось бы до Плутона и далеко за его пределы.
Плутон находится примерно в 40 астрономических единицах (AU) от Солнца. И пояс Койпера простирается примерно до 50 а.е. Гелиопауза находится на расстоянии около 123 а.е. от Солнца. Но этот SMBH расширится до 790 а.е. Это приближается к началу Облака Оорта, которое начинается где-то около 1000 а.е.
Примечательно не только размер SMBH. Согласно другим методам его измерения, он даже больше, чем ожидалось. «SMBH Holm 15A является не только самой массивной на сегодняшний день, но и в четыре-девять раз больше, чем ожидалось, учитывая выпуклую звездную массу галактики и дисперсию звездной скорости галактики», - говорят авторы в своей статье.
Но как этот SMBH стал таким большим?
Вероятно, он сформировался, когда слились две Галактики Раннего Типа (ETG). В этом случае оба ETG имели бы обедненные ядра, то есть там не так много звезд. Этот тип слияния, вероятно, является редким, по мнению авторов, и объясняет, почему этот зверь настолько замечательный
Также возможно, что SMBH в Holm 15A является результатом слияния более двух ETG. «… Если в прошлом Holm 15A пережил некоторую ускоренную эволюцию в раннем возрасте, вполне возможно, что речь шла не только о бинарной черной дыре, но, возможно, о более сложном сценарии с несколькими черными дырами».
Команда астрономов намерена продолжить свою работу. Они думают, что их детальный анализ может раскрыть больше информации об истории слияния массивных галактик и черных дыр в их центрах.
«В настоящий момент Holm 15A - это только первый массивный ETG с почти экспоненциальным ядром, который был динамически детально исследован. Динамические модели и фотометрические разложения других похожих галактик могут помочь пролить больше света на вопросы, связанные с их образованием и эволюцией ».
Вполне возможно, что мы будем продолжать находить все большие и большие черные дыры и что нам нужно будет продолжать придумывать новые имена для категорий размеров. У нас были черные дыры, затем сверхмассивные черные дыры, а теперь сверхмассивные черные дыры.
Некоторые астрофизики говорят, что, вероятно, существует предел того, насколько большая черная дыра может стать до того, как ее диск газа упадет, и он перестанет расти. Этот предел составляет около 50 миллиардов солнечных масс. Но если сливаются две черные дыры, которые уже достигли этого предела, то возможен UMBH, имеющий до 100 миллиардов солнечных масс.
Это почти немыслимо. И если три черные дыры могут слиться, что это означает для пределов массы черной дыры?
В любом случае, еще предстоит проделать большую работу, прежде чем мы действительно поймем, откуда взялись эти бегемоты и как много они могут получить. Обсерватория LIGO обнаружила 10 слияний пар чёрных дыр по состоянию на 2018 год, и, по их словам, они могут в конечном итоге обнаружить одно в неделю. Так что нет недостатка в возможностях для их изучения.
Больше:
- Исследовательская статья: 40-МИЛЛИАРНАЯ СОЛНЕЧНАЯ МАССА ЧЕРНАЯ ДЫРА В ЧРЕЗВЫЧАЙНОМ ЯДРЕ ХОЛМА 15А, ЦЕНТРАЛЬНАЯ ГАЛАКТИКА АБЕЛЛА 85
- Новый Ученый: Черные дыры имеют ограничение в размере 50 миллиардов солнц
- Журнал «Космос»: как и ожидалось, недавно обновленный LIGO находит слияние «черной дыры» каждую неделю
- Космический журнал: астрономы видят свидетельства образования сверхмассивных черных дыр непосредственно в ранней Вселенной
- Видео из журнала Space: сверхмассивные черные дыры или их галактики? Что пришло первым?
