Когда галактики сталкиваются, может возникнуть хаос. Хотя процесс занимает миллионы лет, слияние двух галактик может привести к слиянию и расширению сверхмассивных черных дыр (SMBH, которые находятся в их центрах). Это также может привести к тому, что звезды будут выброшены из их галактик, отправив их и даже их системы планет в космос как «жулики».
Но согласно новому исследованию международной группы астрономов, кажется, что в некоторых случаях SMBHs также могут быть выброшены из их галактик после слияния. Используя данные рентгеновской обсерватории Чандра НАСА и других телескопов, команда обнаружила, что может быть «сверхмассивной черной дырой-отступником», которая уходит из своей галактики.
Согласно исследованию команды, которое появилось в Астрофизический Журнал под названием «Потенциальная отдача сверхмассивной черной дыры», CXO J101527.2 + 625911 - черная дыра-изменник была обнаружена на расстоянии около 3,9 миллиардов световых лет от Земли. Похоже, что оно пришло из эллиптической галактики и в 160 миллионов раз превышает массу нашего Солнца.
Команда обнаружила эту черную дыру во время поиска в тысячах галактик свидетельств существования черных дыр, которые имели признаки движения. Это состояло из просеивания данных, полученных рентгеновским телескопом Chandra для источников яркого рентгеновского излучения - общая черта быстрорастущих SMBH, которые наблюдались в рамках Слоановского цифрового обзора неба (SDSS).
Затем они посмотрели данные Хаббла обо всех этих ярких рентгеновских галактиках, чтобы увидеть, покажут ли они два ярких пика в центре любой из них. Эти яркие пики были бы показательным признаком того, что присутствовала пара сверхмассивных черных дыр или что отскакивающая черная дыра удалялась от центра галактики. Наконец, астрономы изучили спектральные данные SDSS, которые показывают, как количество оптического света изменяется в зависимости от длины волны.
Из всего этого исследователи неизменно находили то, что они считали хорошим кандидатом для черной дыры ренегата. С помощью данных SDSS и телескопа Keck на Гавайях они определили, что этот кандидат был расположен вблизи, но заметно смещен от центра его галактики. Они также отметили, что у него была скорость, которая отличалась от галактики - свойства, которые предполагали, что она движется сама по себе.
Изображение ниже, которое было получено из данных Хаббла, показывает две яркие точки около центра галактики. В то время как тот, что слева, был расположен в центре, тот, что справа (ренегат SMBH), находился на расстоянии около 3000 световых лет от центра. Между рентгеновскими и оптическими данными все признаки указывали на то, что это черная дыра, выбитая из ее галактики.
С точки зрения того, что могло вызвать это, команда решила, что задняя дыра могла «отпрянуть», когда два меньших SMBH столкнулись и слились. Это столкновение породило бы гравитационные волны, которые могли бы затем вытолкнуть черную дыру из центра галактики. Они также решили, что черная дыра могла образоваться и привести в движение в результате столкновения двух меньших черных дыр.
Другое возможное объяснение состоит в том, что в центре этой галактики расположены два SMBH, но одно из них не производит детектируемого излучения, что означает, что оно растет слишком медленно. Тем не менее, исследователи одобряют объяснение, что то, что они наблюдали, было черной дырой-отступником, так как это, кажется, больше согласуется с доказательствами. Например, их исследование показало признаки того, что галактика-хозяин испытывала некоторые помехи во внешних областях.
Это является возможным признаком того, что слияние двух галактик произошло в относительно недавнем прошлом. Поскольку считается, что слияния SMBH происходят при слиянии их галактик, эта оговорка благоприятствует теории черной дыры-изменника. Кроме того, данные показали, что в этой галактике звезды формировались с высокой скоростью. Это согласуется с компьютерным моделированием, которое предсказывает, что объединяющиеся галактики испытывают повышенную скорость звездообразования.
Но, конечно, необходимы дополнительные исследования, прежде чем можно будет сделать какие-либо выводы. Между тем, результаты, вероятно, будут представлять особый интерес для астрономов. Мало того, что это исследование включает в себя действительно редкое явление - SMBH, которая находится в движении, а не отдыхает в центре галактики, - но уникальные свойства могут помочь нам узнать больше об этих редких и загадочных особенностях.
С одной стороны, изучение SMBH может раскрыть больше о скорости и направлении вращения этих загадочных объектов, прежде чем они сливаются. Исходя из этого, астрономы смогут лучше предсказать, когда и где SMBH собираются слиться. Изучение скорости отскакивания черных дыр может также раскрыть дополнительную информацию о гравитационных волнах, которые могут раскрыть дополнительные секреты о природе пространства-времени.
И, прежде всего, наблюдение за черной дырой-изменником - это возможность увидеть довольно удивительные силы в действии. Если предположить, что наблюдения верны, то, без сомнения, будут проведены последующие обследования, предназначенные для того, чтобы увидеть, куда движется SMBH и какое влияние он оказывает на окружающую космическую среду.
Начиная с 1970-х годов ученые придерживались мнения, что в большинстве галактик в центре есть SMBH. В последующие годы и десятилетия исследования подтвердили наличие черных дыр не только в центре нашей галактики - Стрелец А *, но и в центре почти всех известных массивных галактик. Масса этих объектов, от сотен тысяч до миллиардов солнечных масс, оказывает мощное влияние на соответствующие галактики.
Обязательно посмотрите это видео, любезно предоставленное рентгеновской обсерваторией Чандра:
