В результате исследования, которое могло бы перевернуть теории образования сверхмассивной черной дыры вверх ногами, астрономы обнаружили одного из этих зверей в крошечной галактике размером всего 157 световых лет - примерно в 500 раз меньше, чем Млечный путь.
Решающим моментом станет то, что команда сможет найти больше подобных черных дыр, и над этим они уже начинают работать после открытия внутри галактики M60-UCD1. Ультракомпактная галактика входит в число 50 известных астрономам в ближайших скоплениях галактик.
«Это очень похоже на укол в небе», - сказал ведущий исследователь M60-UCD1 Анил Сет, астрофизик из Университета Юты, во время онлайн-пресс-брифинга во вторник (16 сентября).
Сет сказал, что понял, что происходит нечто особенное, когда он увидел график звездных движений внутри M60-UCD1, основанный на данных с Северного телескопа Близнецов на Гавайях. Звезды в центре галактики вращались гораздо быстрее, чем на краю. Скорость была неожиданной, учитывая вид звезд в галактике.
«Сразу же, когда я увидел карту звездных движений, я понял, что мы видим нечто захватывающее», - сказал Сет. «Я сразу понял, что там был интересный результат».
В своей весовой категории M60-UCD1 является выдающимся. В прошлом году Сет был вторым соавтором группы, которая объявила, что это самая плотная галактика поблизости, звезды заполнены в 25 раз ближе, чем в Млечном Пути. Это также один из самых ярких из известных им фактов, чему способствует относительная близость галактики к Земле. До него около 54 миллионов световых лет, как и у огромной галактики, которую она вращает: M60. Две галактики находятся на расстоянии всего лишь 20 000 световых лет.
Известно, что сверхмассивные черные дыры прячутся в центрах самых больших галактик, включая Млечный путь. Однако как они туда попали, пока неясно. Находка внутри M60-UCD1 особенно интригует, учитывая относительный размер черной дыры к самой галактике. Черная дыра составляет около 15% массы галактики с эквивалентной массой 21 млн. Солнц. Черная дыра Млечного Пути, напротив, занимает менее процента массы нашей галактики.
Учитывая, что астрономам известно так мало ультракомпактных галактик, некоторые основные свойства остаются загадкой. Например, масса этих типов галактик имеет тенденцию быть выше, чем ожидалось, в зависимости от их звездного света.
Некоторые астрономы полагают, что это потому, что у них более массивные звезды, чем у других типов галактик, но Сет сказал, что измерения звезд в M60-UCD1 (основанные на их орбитальном движении) показывают нормальные массы. Он утверждает, что вместо этого дополнительная масса исходит от черной дыры, и это, вероятно, будет справедливо и для других ультракомпактных галактик.
«Это новое место для поиска черных дыр, которые ранее не были распознаны», - сказал он, но признал, что идея существования черных дыр в подобных галактиках не будет широко принята, пока команда не сделает больше находок. Альтернативным объяснением черной дыры может быть набор звезд с низкой массой или нейтронных звезд, которые не испускают много света, но Сет сказал, что их количество в M60-UCD1 «неоправданно велико».
Его команда планирует рассмотреть несколько других ультракомпактных галактик, таких как M60-UCD1, но, возможно, только семь-восемь других будут достаточно яркими от Земли, чтобы выполнить эти измерения, сказал он. (Для дальнейшей работы, вероятно, потребуется такой инструмент, как предстоящий Тридцатиметровый телескоп, сказал он.) Кроме того, Сет имеет исследовательские интересы в шаровых скоплениях - огромных скоплениях звезд - и планирует в следующем месяце посетить Гавайи для поиска черных дыр в эти объекты также.
Результаты были опубликованы сегодня (17 сентября) в журнале Nature.
