18.09.2014

Российский ученый и его зарубежные коллеги выяснили, что сверхмассивные черные дыры живут не только в больших галактиках

Сверхмассивных черных дыр во Вселенной может быть больше, чем считается: выяснилось, что они живут не только в больших галактиках, как наш Млечный Путь, но и в маленьких. Одну такую «квартирку» для черной дыры — галактику M60-UCD1 — нашла международная группа астрономов, в которую вошел ученый из России.

Сверхкомпактные карликовые галактики относятся к самым плотным звездным системам во Вселенной. Сейчас их известно около сотни. К ним принадлежит галактика M60-UCD1, одна из самых крупных галактик такого типа, которая находится от Земли на расстоянии 54 млн световых лет и представляет собой спутник галактики М60.

Группа астрономов заинтересовалась этой мини-галактикой еще в прошлом году, выяснив, что она обладает аномально высокой плотностью и вдобавок имеет внутри источник гамма-излучения. В этом году они проанализировали свои наблюдения на телескопе Geminy North, расположенном на Гавайских островах, и снимки космического телескопа «Хаббл».

В работе принимал участие российский исследователь — ведущий научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга Московского государственного университета Игорь Чилингарян, который также работает в Гарвард-Смитсоновском астрофизическом центре.

Как сообщил Чилингарян, в данной работе он проводил независимый анализ данных. «Поскольку журнал Nature имеет неоднозначную репутацию в астрономическом сообществе, я хотел перепроверить результат, который публикуется нашей группой, и провел анализ тех же самых данных с помощью других моделей, а именно теоретических спектров звездных атмосфер. Этот анализ полностью подтвердил то, что было проведено с помощью спектров реальных звезд, полученных 18 лет назад».

По словам российского ученого, статья была написана «невероятно быстро»: работа была направлена в редакцию журнала Nature, притом что она основана на наблюдениях, полученных в конце мая.

Авторы статьи выяснили, что звезды в этой галактике-карлике движутся со скоростями порядка 100 км/сек, а это для простых звездных скоплений слишком быстро и может быть объяснено только наличием крупной черной дыры.

Ученые также рассчитали ее массу: 21 млн Солнц, в пять раз больше, чем масса центральной черной дыры в нашей галактике. Причем если последняя составляет лишь сотую долю процента от массы всей галактики, то в M60-UCD1, с ее общей массой в 140 млн солнечных масс, масса черной дыры занимает уже 15%.

В столь малых галактиках черные дыры такого масштаба родиться не могут теоретически.

Ученые считают, что M60-UCD1 представляет собой остатки некогда очень крупной эллиптической галактики, насчитывавшей, возможно, около 10 млрд звезд, эта галактика примерно 10 млрд лет назад встретилась с еще более крупной М60, которая обобрала ее, сорвав с нее своей гравитацией большую часть звездного материала.

И, скорее всего, даже те остатки былого величия, которые окружают осиротевшую сверхмассивную черную дыру, тоже обречены. Пройдет время, и M60-UCD1 полностью будет поглощена могущественным соседом, а черная дыра сольется с его черной дырой, которая более чем в тысячу раз массивнее нашей. Когда это произойдет — неизвестно, поскольку неизвестна траектория карликовой галактики вокруг М60.

Но, похоже, что по астрономическим меркам ждать осталось недолго: M60-UCD1 вращается по орбите, которая отстоит от центра М60 всего на 22 тыс. световых лет, а это даже ближе, чем расстояние, отделяющее Солнце от центра Млечного Пути.

По словам ведущего автора статьи Энила Сэта из Университета Юты, подобные сверхмассивные черные дыры могут находиться и внутри других сверхкомпактных карликовых галактик, а это значит, что их намного больше, чем считалось до сих пор.

Просто «жилищные условия» у них намного хуже.

«Полученный результат является ярким и интересным, а главная спекуляция заключается в том, что если все яркие ультракомпактные карликовые галактики содержат подобные черные дыры, то общее количество сверхмассивных черных дыр может быть недооценено чуть ли не в два раза», — сообщил Игорь Чилингарян.

Григорий Колпаков, Николай Подорванюк

Источники:

1. gazeta.ru