Блуждающая черная дыра оставляет за собой шлейф из новых звезд
-
В центре каждой галактики есть сверхмассивная чёрная дыра. Но некоторые космические события могут отправить такое "сердце галактики" в выдающееся межзвёздное путешествие.
Астрономы обнаружили в газе, окружающем далёкую галактику, странный след, указывающий прямо на её центр.
Учёные предположили, что его оставила "сбежавшая" оттуда сверхмассивная чёрная дыра.
Напомним, что в центре каждой галактики есть чёрная дыра. Обычно рядом с ней есть звезда-компаньон, вещество которой чёрная дыра активно пожирает. Этот процесс сопровождается сильнейшим излучением, которое можно засечь с Земли.
Но если чёрная дыра по какой-то причине окажется в межзвёздном пространстве, и ей нечем будет питаться, то она станет совершенно невидима для земных инструментов.
Авторы нового исследования предположили, что именно неактивная сверхмассивная чёрная дыра навела "переполох" во внешних частях далёкой галактики.
Учёные также предложили оригинальный способ "засечь" невидимку.
Они показали, что след выброшенной сверхмассивной чёрной дыры может быть обнаружен в газе, окружающем галактику: окологалактической среде.
Этот след представляет собой области звездообразования в газе, "взболтанном" несущейся мимо сверхмассивной беглянкой.
Открытие было сделано в ходе совершенно другого исследования. Астрономы с помощью космического телескопа "Хаббл" изучали гораздо более близкую к нам карликовую галактику RCP 28.
На изображениях они увидели яркую полосу излучения, указывающую прямо в центр неправильной галактики на фоне. Этот след находится на расстоянии 7,5 миллиарда световых лет от нас.
"Полосы света", исходящие из центров галактик, не редкость в астрономических наблюдениях. Однако обычно это джеты — мощные узкие потоки плазмы, движущиеся с околосветовыми скоростями. Они выбрасываются из полярных областей активных сверхмассивных чёрных дыр.
Однако позднее выяснилось, что странная полоса — вовсе не джет.
В октябре 2022 года астрономы сделали дополнительные снимки неправильной галактики и полосы, пересекающей её, с помощью обсерватории Кека на острове Гавайи.
Они рассчитали красное смещение галактики и полосы.
Напомним, что красным смещением в астрофизике называют увеличение наблюдаемой длины волны относительно источника электромагнитных волн. Для видимого света это означает сдвиг в сторону красного участка спектра.
А для астрофизиков красное смещение означает, что источник излучения удаляется от наблюдателя.
Анализ также показал, что галактика и полоса имеют одинаковое красное смещение. Это означает, что они, вероятно, как-то связаны друг с другом.
Команда считает, что недостающим звеном этой странной картины является "убегающая" от наблюдателей невидимая сверхмассивная чёрная дыра.
По мере прохождения сквозь окологалактическую среду она стягивала на себя окружающий газ, возмущая и сжимая его. Это способствовало появлению областей звездообразования вдоль её "маршрута".
Учёные рассчитали, что эта чёрная дыра была выброшена из галактики-хозяйки 39 миллионов лет назад.
В настоящее время она должна мчаться сквозь межгалактическое пространство со скоростью 1600 километров в секунду. А длина полосы, которую чёрная дыра оставила за собой, — более 200 тысяч световых лет.
Но что за неведомая сила вытолкнула чёрную дыру с её "законного" места в центре галактики?
По сценарию исследователей, когда-то давно слились две галактики, и сверхмассивные чёрные дыры в ядрах этих галактик объединились в двойную чёрную дыру. Некоторое время они могли кружить вокруг общего центра масс.
Затем рядом оказалась какая-то третья галактика, которая также "решила" слиться с ними в тройственный союз. Сверхмассивную чёрную дыру в её центре притянуло к центру недавно слившегося трио.
Это привело к астрофизическому явлению, известному как механизм Хиллса. Проще говоря, взаимодействие трёх массивных тел привело к тому, что одну из чёрных дыр выбросило прочь да ещё и на очень высокой скорости.
Будущие наблюдения на нескольких длинах волн помогут астрономам выяснить, так ли это было на самом деле.
Исследование было принято к публикации в научном журнале The Astrophysical Journal Letters. Пока работа не прошла процедуру рецензирования сторонними экспертами, она доступна для ознакомления на портале препринтов arXiv.
Ранее мы писали о том, что неактивные чёрные дыры могут бродить незамеченными по Млечному Пути.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Научпоп" на медиаплатформе "Смотрим".
