Как рождаются сверхмассивные черные дыры: ученые близки к разгадке

Ученые не уверены в том, были ли сверхмассивные черные дыры образованы в экстремальных условиях вскоре после большого взрыва, в процессе, получившем название «прямой коллапс». Или же они возникли намного позже, из «начальных» черных дыр, которые появились в результате гибели массивных звезд.

• Если бы первый вариант был верным, сверхмассивные черные дыры были бы рождены с чрезвычайно большими массами — в сотни тысяч или миллионы раз массивнее нашего Солнца — и имели бы фиксированный минимальный размер.

• Если бы второй вариант появления был верен, то сверхмассивные черные дыры сначала были бы относительно небольшими. Их масса примерно в 100 раз превышала массу нашего Солнца в таком случае, и начинали расти со временем, питаясь звездами и газовыми облаками, расположенными вокруг них.

Астрономы давно стремятся найти сверхмассивные черные дыры с наименьшей массой. Именно они являются недостающими звеньями, необходимыми для расшифровки проблемы происхождения SMBH.

В исследовании, опубликованном сегодня, команда под руководством Кардиффа заявила, что обнаружила одну из самых малых SMBH по массе частиц, когда-либо наблюдаемых в центре близлежащей галактики и которая бы весила в миллион раз меньше массы Солнца. Эта сверхмассивная черная дыра находится в галактике NGC 404 — «Призрак Мираха». Такое название она получила из-за близости к очень яркой звезде по имени Мирах, которая бросает на галактику свою тень.

Результаты были получены с использованием новой методики с использованием комплекса радиотелескопов, расположенных в чилийской пустыне Атакама. Он который наблюдает электромагнитное излучение с миллиметровой и субмиллиметровой длиной волны и называется ALMA. Он используется для изучения света от некоторых из самых холодных объектов во Вселенной.

«Слева показано цветное композитное изображение космического телескопа Хаббла в центре «Призрака Мираха ». Справа показано новое изображение ALMA этого же региона, показывающее распределение холодного плотного газа, циркулирующего вокруг этого центра этого объекта в деталях. Предоставлено: Университет Кардиффа.

Сверхмассивная черная дыра в галактике в «Призрак Мираха» имеет массу в пределах диапазона, предсказанного моделями «прямого коллапса», сообщают ученые.

Также исследователи отметили, что в настоящее эта черная дыра активна и глотает газ. Это значит, что некоторые из наиболее экстремальных моделей «прямого коллапса», которые производят только очень массивные SMBH, не могут быть правдой.

Этого само по себе недостаточно, чтобы окончательно определить разницу между «исходной» картиной и «прямым коллапсом». Для начала нам нужно проанализировать всю статистику. Но это огромный шаг в правильном направлении - Доктор Тим Дэвис из школы физики и астрономии при университете Кардиффа.

Черные дыры — это объекты, которые обрушились под действием силы тяжести, оставляя после себя маленькие, но невероятно плотные области пространства, из которых ничто не может вырваться, даже свет.

[news_post id='5526737' name='' img='' align='left']

Сверхмассивная черная дыра — это самый большой тип черной дыры, который может быть в сотни тысяч, если не в миллиарды, больше массы Солнца. Считается, что почти все большие галактики, такие как и Млечный Путь, содержат такую черную дыру, расположенную в его центре.

Сверхмассивные черные дыры также были обнаружены в очень далеких галактиках, поскольку они появились всего через несколько сотен миллионов лет после большого взрыва. Это говорит о том, что, по крайней мере, некоторые из них могли бы стать массивными за очень короткое время, что трудно объяснить в соответствии с моделями формирования и эволюции галактик.

Все черные дыры растут, когда они поглощают газовые облака и разрушают звезды, которые рискуют оказаться слишком близко к ним, но у некоторых из них более активная жизнь, чем у других. Поэтому поиск самых маленьких из них в близлежащих галактиках может помочь понять ученым, как появляются сверхмассивные черные дыры.

В своем исследовании международная команда использовала совершенно новые методы, чтобы приблизиться к сердцу маленькой соседней галактики, называемой NGC404, чем когда-либо прежде, что позволило им наблюдать вихревые газовые облака, которые окружали сверхмассивную черную дыру в ее центре.

Обжора: сколько "ест" самая большая черная дыра во Вселенной

Телескоп ALMA позволил команде разглядеть газовые облака в самом сердце галактики, сделав это одной из карт с самым высоким разрешением из когда-либо сделанных.

Возможность наблюдать за этой галактикой с таким высоким разрешением позволила команде преодолеть десятилетия противоречивых результатов и раскрыть истинную природу сверхмассивных черных дыр в центре галактики.