Астрономы, возможно, только что раскрыли межгалактическую «детективную загадку». Исследователи проследили траектории сверхбыстрых звезд вплоть до их источников — и обнаружили убедительные доказательства существования ранее неизвестной сверхмассивной черной дыры недалеко от нашей родной галактики.
«Поразительно осознавать, что у нас есть еще одна сверхмассивная черная дыра прямо за кварталом, если говорить космически», — говорит Джесси Хан, астроном из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института, который руководил новым исследованием этих звезд. «Черные дыры настолько скрытны, что эта была практически у нас под носом все это время».
Быстро движущиеся звезды, о которых идет речь, называются «гиперскоростными» звездами — и считается, что у них достаточно скорости, чтобы вырваться из гравитации нашей галактики. Астрономы предполагают, что сверхмассивные черные дыры создают гиперскоростные звезды, когда двойные звезды (пара звезд, гравитационно связанных друг с другом) оказываются слишком близко.
«Сильные гравитационные силы разрывают пару», — объясняет Хан. «Одна звезда захватывается на тесную орбиту вокруг черной дыры, в то время как другая выбрасывается наружу на экстремальных скоростях — часто превышающих тысячи километров в секунду — становясь гиперскоростной звездой».
Используя данные миссии Gaia Европейского космического агентства, которая картографирует звезды в Млечном Пути и вокруг него, исследователи определили происхождение 21 гиперскоростной звезды на краю нашей галактики. Они обнаружили, что половина из них связана со сверхмассивной черной дырой в центре нашего Млечного Пути, называемой Стрелец A*. Другая половина, по-видимому, связана со сверхмассивной черной дырой в центре Большого Магелланова Облака (БМО), соседней карликовой галактики, которая, как полагают, вращается вокруг Млечного Пути.
Есть только одно предостережение. Астрономы не знали, что в БМО есть сверхмассивная черная дыра. БМО — одна из наиболее изученных галактик, и все же работа команды дает первое доказательство наличия сверхмассивной черной дыры в ее центре, — рассказывает Хан. Их выводы были опубликованы на arXiv в качестве препринта исследования, который был принят к публикации в The Astrophysical Journal.
Если это подтвердится, новое открытие сделает это ближайшей сверхмассивной черной дырой за пределами нашей галактики. В теоретической модели команда предсказала, что сверхмассивная черная дыра в БМО создаст сверхскоростные звезды и поместит их на край нашей галактики. Их данные показали то же самое.
«Единственное объяснение, которое мы можем придумать для этих данных, — это существование гигантской черной дыры в нашей галактике по соседству», — говорится в заявлении соавтора исследования Скотта Луккини , астрофизика из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института. «Так что в нашем космическом соседстве это не просто сверхмассивная черная дыра Млечного Пути, вытесняющая звезды из своей галактики».
Хотя никто раньше не замечал доказательств существования этой черной дыры, ее существование не стало неожиданностью. Учитывая массу и структуру БМО, астрономы ожидали бы, что там будет находиться сверхмассивная черная дыра, как Хан рассказал Reuters. Открытие, добавляет он, «действительно имеет смысл».
Согласно расчетам команды, масса сверхмассивной черной дыры БМО в 600 000 раз больше массы Солнца. Хотя это может показаться огромным, недавно обнаруженная сверхмассивная черная дыра имеет гораздо меньшую массу, чем другие. Например, Стрелец А* имеет массу в четыре миллиона раз больше массы Солнца, а другие сверхмассивные черные дыры достигают миллиардов солнечных масс, согласно заявлению.
Это исследование является убедительным напоминанием о том, что нам еще многое предстоит узнать даже о самых известных уголках космоса.
