Изображение Хаббла из образца 20 близлежащих квазаров. Изображение предоставлено NASA / ESA / ESO. Увеличить
Обнаружение сверхмассивной черной дыры без массивной галактики-хозяина является удивительным результатом большого исследования квазаров в Хаббле и ВЛТ.
Это первое убедительное открытие такого объекта. Одно интригующее объяснение состоит в том, что галактика-хозяин может состоять почти исключительно из «темной материи».
Команда европейских астрономов использовала два из самых мощных доступных астрономических средств, космический телескоп Хаббла NASA / ESA и очень большой телескоп ESO (VLT) в Серро Паранале, чтобы обнаружить яркий квазар без массивной галактики-хозяина.
Квазары являются мощным и, как правило, очень отдаленным источником огромного количества радиации. Они обычно связаны с галактиками, содержащими активную центральную черную дыру.
Команда провела детальное исследование 20 относительно близких квазаров. Для 19 из них, как и ожидалось, они обнаружили, что эти сверхмассивные черные дыры окружены галактикой-хозяином. Но когда они исследовали яркий квазар HE0450-2958, расположенный на расстоянии около 5000 миллионов световых лет от них, они не смогли найти доказательств существования галактики.
Астрономы предполагают, что это может указывать на редкий случай столкновения между, казалось бы, нормальной спиральной галактикой и «экзотическим» объектом, скрывающим очень массивную черную дыру.
С массами, которые в сотни миллионов раз больше Солнца, сверхмассивные черные дыры обычно находятся в центрах самых массивных галактик, включая наш собственный Млечный путь. Эти черные дыры иногда резко проявляют себя, пожирая вещество, которое они гравитационно поглощают из своего окружения.
Лучшие из этих объектов сияют как «квазары» (что означает «квазизвездный объект», потому что они изначально считались звездами).
Последние десятилетия наблюдений, в основном с помощью телескопа Хаббла, показали, что квазары обычно связаны с массивными вмещающими галактиками. Однако, наблюдение за галактикой-хозяином квазара является сложной работой, потому что квазар полностью затмевает хозяина и маскирует основную структуру галактики.
Чтобы преодолеть эту проблему, астрономы разработали новую и очень эффективную стратегию. Комбинируя сверхточные изображения Хаббла и спектроскопию из VLT ESO, они наблюдали свою выборку из 20 квазаров одновременно с эталонной звездой. Звезда служила эталонным точечным источником света, который использовался, чтобы отделить свет квазара от любого возможного света из базовой галактики.
Несмотря на использованные инновационные методы, вокруг HE0450-2958 не было обнаружено никакой галактики. Это означает, что если существует какая-либо галактика-хозяин, она должна быть как минимум в шесть раз слабее, чем типичные галактики-хозяева, или иметь радиус меньше, чем примерно 300 световых лет, то есть в 20-170 раз меньше, чем типичные галактики-хозяева (которые обычно имеют радиусы приблизительно от 6000 до 50 000 световых лет).
«Благодаря мощной комбинации Хаббла и VLT мы уверены, что смогли бы обнаружить нормальную галактику-хозяина», - сказал Пьер Магейн из Университета? де Лижег, Бельгия.
Однако астрономы обнаружили интересное небольшое газовое облако шириной около 2500 световых лет возле квазара, которое они называют «капля». Наблюдения VLT показывают, что это облако светится, потому что оно купается в интенсивном излучении, исходящем от квазара, а не от звезд внутри облака. Скорее всего, именно газ из этого облака питает сверхмассивную черную дыру, тем самым позволяя ей стать квазаром.
«Отсутствие массивной галактики-хозяина в сочетании с существованием капли и звездообразующей галактики приводит нас к убеждению, что мы обнаружили действительно экзотический квазар», - сказал Фредерик Курбин из Политехнической школы. Лозанна, Швейцария.
«Нет сомнений в том, что увеличение образования звезд в галактике-компаньоне и самом квазаре было вызвано столкновением, которое должно было произойти около 100 миллионов лет назад. Что случилось с предполагаемым квазарным хозяином, остается неизвестным.
HE0450-2958 - сложный случай. Астрономы предлагают несколько возможных объяснений. Была ли полностью разрушена галактика в результате столкновения? Захватил ли изолированная черная дыра газ при пересечении диска спиральной галактики? Это потребовало бы очень особых условий и, вероятно, не вызвало бы такого огромного возмущения соседней галактики, которое наблюдается. Дальнейшие исследования, надеюсь, прояснят ситуацию.
Еще одна интригующая гипотеза состоит в том, что галактика, в которой скрывается черная дыра, была почти исключительно из «темной материи». Возможно, что наблюдается нормальная фаза в образовании массивной галактики, которая в этом случае произошла на несколько 1000 миллионов лет позже, чем в большинстве других.
Источник: ESA Portal
