Исследователи из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) впервые отчетливо зафиксировали случай движения сверхмассивной черной дыры в космическом пространстве. Результаты их работы опубликованы в журнале Astrophysical Journal.
Ученые и ранее предполагали, что черные дыры могут перемещаться. Однако «поймать» это явление оказалось достаточно сложно. По словам руководителя исследования, Доминика Пеше, в большинстве случаев черные дыры остаются на одном месте ввиду их огромной массы.
В качестве сравнения он привел пример с футбольным мячом и шаром для боулинга – второй сдвинуть с места куда сложнее. В космическом масштабе «шар» представляет собой объект в несколько миллионов раз больше Солнца.
Черная дыра – это область пространства-времени, которая отличается настолько большой гравитационной силой, что покинуть ее пределы не в состоянии даже объекты, перемещающиеся со скоростью света. Ученые выделяют два реалистичных сценария образования черных дыр:
- сжатие массивной звезды;
- сжатие центра галактики (либо протогалактического газа).
В случае со звездой черная дыра является лишь ее конечным жизненным этапом. Она образуется, когда звезда израсходует все термоядерное топливо и начинает остывать. При этом снижается внутреннее давление, способствующее сжатию под влиянием гравитации. Иногда такое сжатие становится очень быстрым – переходит в гравитационный коллапс. Черная дыра может возникнуть из звезды, масса которой как минимум в 3 раза больше массы Солнца.
Пеше и другие участники проекта наблюдали за сверхмассивными черными дырами (105-1011 масс Солнца) на протяжении 5 лет. Именно большого размера дыры находят в центре множества галактик. Млечный Путь – не исключение. В центре нашей галактики находится сверхмассивная черная дыра Стрелец А*, открытая в 1974 г. Ее радиус не превышает 45 а. е., но и не менее около 13 млн км.
Наблюдая за скоростями галактик и черных дыр, ученые попытались выяснить, одинаковые ли они. Несовпадения будут указывать на то, что с черной дырой произошли какие-либо изменения. В рамках исследования изучались 10 далеких галактик и черных дыр, находящихся в их ядрах.
Для наблюдений лучше всего подходили объекты, в аккреционных дисках (вращающихся структурах) которых содержалась вода. Дело в том, что когда вода вращается вокруг черной дыры, возникает луч радиосвета, напоминающий лазер. При использовании метода интерферометрии эти лучи помогают измерить скорость черной дыры.
Исследование показало, что одна черная дыра из 10 выделяется на фоне остальных. Она располагается в центре галактики J0437-2456 (230 млн световых лет от Земли). Масса объекта примерно в 3 раза превышает массу Солнца. Подтвердить предположение о движении черной дыры удалось благодаря дальнейшим наблюдениям, которые проводились в обсерваториях Аресибо и Джемини. Ученые установили, что сверхмассивная черная дыра движется со скоростью около 110 000 миль в час.
Что именно провоцирует движение объекта, пока неизвестно. Но у исследователей есть несколько предположений. Это может быть слияние двух сверхмассивных черных дыр, либо объект является частью двойной системы.
