В 36 мільярдів разів важча за Сонце: астрономи виявили одну з наймасивніших чорних дір (фото)

У 2007 році астрономи виявили гравітаційно-лінзову систему галактик, яка отримала назву Космічна підкова. Маса ближчої до нас галактики, розташованої на відстані 5,5 млрд світлових років, збільшує і спотворює зображення більш віддаленої галактики, світло від якої подорожувало до нас понад 10 млрд років. Дві галактики знаходяться в такому правильному вирівнюванні, що виникає явище, відоме як кільце Ейнштейна. Вчені, які досліджували Космічну підкову, з'ясували, що в центрі ближчої до нас галактики знаходиться ультрамасивна чорна діра. Її маса в 36 млрд разів перевищує масу Сонця. Таким чином, це одна з наймасивніших чорних дір у Всесвіті, відомих на сьогодні. Дослідження опубліковане на сервері препринтів arXiv, пише ScienceAlert.

Ще в 1936 році Альберт Ейнштейн передбачив існування такого явища, як гравітаційне лінзування. Воно виникає, коли маса галактики, що знаходиться ближче до нас, викривляє і посилює світло більш віддаленої галактики. В результаті іноді зображення далекої галактики виглядає у вигляді кола, яке отримало назву кільце Ейнштейна. Власне, таке кільце утворилося навколо галактики LRG 3-757 і є зображенням більш віддаленої галактики. Сама ж гравітаційно-лінзова система отримала назву Космічна підкова, адже кільце Ейнштейна в даному випадку не є замкнутим і нагадує підкову.

Термін "ультрамасивні чорні діри" використовують для опису надмасивних чорних дір у центрах великих галактик, маса яких перевищує 5 млрд разів масу Сонця. Саме така чорна діра, як вважають вчені, з масою 36 млрд разів більшою за масу Сонця, знаходиться в центрі яскраво червоної галактики, яка випромінює багато інфрачервоного світла, під назвою LRG 3-757.

Ця галактика має масу, яка в 100 разів більша, ніж у нашої галактики Чумацький Шлях, тому LRG 3-757 є однією з наймасивніших галактик, відомих астрономам. А в її центрі знаходиться одна з наймасивніших відомих чорних дір. Надмасивні чорні діри та їх маси тісно пов'язані з їх батьківськими галактиками шляхом спільної еволюції. Нове дослідження ще більше підкреслює цю зв'язок.

Астрономи зосередили свою увагу на відношенні М-сигма. Це співвідношення між масою надмасивної чорної діри та дисперсією швидкостей зірок у балдзі галактики (сфероїдальна структура в центрі галактики з великою щільністю зірок). Дисперсія швидкостей (сигма) — це вимірювання швидкості зірок і того, наскільки вона варіюється навколо середньої швидкості. Чим вища дисперсія швидкостей, тим швидше і хаотичніше рухаються зірки.

Коли астрономи вивчають галактики, вони виявляють, що чим масивніша надмасивна чорна діра, тим більша дисперсія швидкостей. Це співвідношення припускає глибокий зв'язок між еволюцією галактик і зростанням надмасивних чорних дір.

Зв'язок між масою надмасивної чорної діри та дисперсією швидкостей її галактики настільки тісна, що астрономи можуть отримати оцінку маси надмасивної чорної діри, вимірявши дисперсію швидкостей. Але надмасивна чорна діра в Космічній підкові масивніша, ніж передбачає відношення М-сигма. Можливо, деякі зірки могли бути видалені з галактики під час минулих злиттів з іншими галактиками, що вплинуло на дисперсію швидкостей.