Во Вселенной могут скрываться чёрные дыры размером с галактику

В космосе могут существовать чёрные дыры, по сравнению с которыми монстры массой в десятки миллиардов солнц кажутся горошинами. Массы этих колоссальных чёрных дыр могут достигать 10¹⁸ (миллиарда миллиардов) солнечных, а по размерам они могут превосходить небольшую галактику.

Такой вывод сделан в научной статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society группой во главе с Бернардом Карром (Bernard Carr) из Лондонского университета королевы Марии.

Астрономы считают, что в центре каждой крупной галактики находится сверхмассивная чёрная дыра массой в несколько миллионов или даже миллиардов солнц. По поводу того, как образовались подобные монстры, вопросов до сих пор больше, чем ответов. Но обычно считается, что эти объекты росли, поглощая окружающий газ, звёзды и другие чёрные дыры. Существует предел подобным "запасам продовольствия", поэтому считается, что чёрная дыра не может быть намного тяжелее десяти миллиардов солнц.

Однако теоретики считают, что во Вселенной существуют ещё и первичные чёрные дыры, возникшие сразу после Большого взрыва (к слову, Бернард Карр в числе других космологов стоял у истоков этой идеи). Правда, наблюдатели ещё ни разу не видели подобных монстров. Что, впрочем, и не удивительно: в конце концов, они и вправду чёрные.

По расчётам специалистов, подавляющее большинство первичных чёрных дыр, доживших до сегодняшнего дня, должны иметь массу небольшого астероида. Но изредка среди них могут встречаться и более крупные, а совсем редко – просто гигантские.

В этом исследовании Карр и его коллеги рассмотрели возможность образования чёрных дыр, которые они называют колоссально большими (stupendously large black holes, или, как сокращают авторы, SLAB). Уму непостижимо, но их массы лежат в пределах от триллиона (10¹²) до миллиарда миллиардов (10¹⁸) солнечных.

Отметим, что чёрная дыра массой 10¹⁸ солнц имела бы радиус порядка десяти тысяч световых лет. Примерно такие же размеры имеют многие карликовые галактики (например, Малое Магелланово Облако).

"Хотя в настоящее время нет доказательств существования SLAB, вполне возможно, что они существуют, – подчёркивает Карр. – Кроме того, [они] могут находиться вне галактик в межгалактическом пространстве, и это имеет интересные наблюдательные следствия. Однако, как ни удивительно, до сих пор идея SLAB в значительной мере игнорировалась".

Исследователи не только рассмотрели теорию образования SLAB. Они подсчитали, как много таких монстров может быть во Вселенной, если учесть, что мы всё ещё их не заметили.

Учёные рассмотрели три способа, которым наблюдатели могли бы обнаружить подобную чёрную дыру. Все они так или иначе связаны с её гравитацией.

Во-первых, своим тяготением колоссальная чёрная дыра может воздействовать на видимые объекты (например, на звёзды). Во-вторых, её гравитация будет искривлять лучи света (это так называемое гравитационное линзирование). Наконец, притяжение SLAB должно собрать вокруг неё облако тёмной материи. Если оно будет достаточно плотным, то частицы тёмной материи будут сталкиваться с античастицами, порождая гамма-излучение.

Рассмотрев все эти возможности, эксперты пришли к следующему выводу. Колоссальные чёрные дыры вполне могут существовать, и возможно, что однажды мы их найдём благодаря какому-нибудь из вышеперечисленных эффектов. А то, что мы их до сих пор не обнаружили, говорит о том, что подобных гигантов во Вселенной не слишком много, и это вполне согласуется с теоретическими прогнозами.

Если SLAB когда-нибудь будут найдены, это станет колоссальным прорывом в наших преставлениях о чёрных дырах и о Вселенной вообще.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали об одной из самых больших чёрных дыр, известных наблюдателям, и о получении первого "портрета" чёрной дыры.