Черная дыра, в 20 млн раз тяжелее Солнца, путешествует по космосу с "хвостом" из звезд – ученые

Астрономы заметили сверхмассивную черную дыру-"беглянку", которая, вероятно, выбросилась из собственной галактики и мчится сквозь космос с "хвостом" из звезд. Она является потенциально первым наблюдаемым доказательством того, что сверхмассивные черные дыры могут выбрасываться из своих галактик-хозяев.

Исследование астрономов опубликовано на arXiv.org. Поймать черную дыру-"беглянку" ученым удалось благодаря наблюдениям с помощью космического телескопа "Хаббл" за карликовой галактикой RCP 28, расположенной на расстоянии около 7,5 миллиардов световых лет от Земли.

В ходе наблюдений за RCP 28 исследователи заметили яркую полосу света, которая и оказалась черной дырой. Последующие наблюдения показали, что полоса имеет длину более 200 000 световых лет, что примерно вдвое больше ширины Млечного Пути.

Ученые предполагают, что полоса состоит из сжатого газа, из которого активно образуются звезды. Газ следует за черной дырой, которая, по оценкам, в 20 миллионов раз превышает массу Солнца и удаляется от своей родной галактики со скоростью 5,6 миллиона км/ч, что примерно в 4,500 раз превышает скорость звука.

Предположение, что черная дыра выбросилась из собственной галактики, ученые сделали ввиду того, что яркая полоса идет непосредственно от центра галактики, где обычно находится сверхмассивная черная дыра.

"Мы нашли тонкую линию на изображении "Хаббла", указывающую на центр галактики. Используя телескоп Кека на Гавайях, мы обнаружили, что линия и галактика связаны между собой. Из детального анализа этой особенности мы пришли к выводу, что видим сверхмассивную черную дыру, которая была выброшена из галактики, оставив за собой след из газа и новообразовавшихся звезд", – рассказал LiveScince ведущий автор исследования, профессор физики и астрономии Йельского университета Питер ван Доккум.

Однако ученые не сразу поняли, что видят именно "беглую" черную дыру. Дело в том, что активные сверхмассивные черные дыры часто выбрасывают струи на высоких скоростях, которые можно наблюдать как полосы света. Они называются астрофизическими струями.

Но в отличие от того, что увидели ученые, такие струи слабеют, удаляясь от центра галактики, где обычно находится черная дыра. Они также рассеиваются и теряют свою линейность. Так что первая догадка об увиденном оказалась ошибочной.

Лишь впоследствии, когда ван Доккум и его команда исследовали эту полосу, они поняли, что именно видят. Команда пришла к выводу, что объяснение, которое лучше всего соответствует полосе – это сверхмассивная черная дыра, которая прорывает окружающий ее галактику газ, сжимая этот газ настолько, чтобы вызвать звездообразование в ее следе.

"Если это подтвердится, мы впервые получим четкие доказательства того, что сверхмассивные черные дыры могут вырываться из галактик", – говорит ван Доккум.

Далее ученые намерены понять, как именно произошло выбрасывание черной дыры из галактики-хозяина. Доккум утверждает, что уже имеет теорию.

"Самый вероятный сценарий, объясняющий все, что мы видели – это рогатка, вызванная взаимодействием трех тел. Когда три тела одинаковой массы гравитационно взаимодействуют, взаимодействие не приводит к стабильной конфигурации, а, как правило, к образованию бинарной и выбросу третьего тела", – объяснил профессор.

Это означает, что черная дыра-"беглянка" когда-то была частью редкой сверхмассивной двойной черной дыры, а во время галактического слияния к этому партнерству присоединилась третья сверхмассивная черная дыра, выбросившая одного из ее обитателей.

Сама теория существования такого процесса была предположена еще 50 лет назад, но доказательств ей раньше не существовало, хотя теоретики считают, что таких черных дыр-"беглецов" должно быть много.

Ранее OBOZREVATEL рассказывал, как ученым удалось впервые увидеть, как черная дыра превратила звезду в "спагетти" из материи.