В огромных галактиках обнаружены рекордно большие черные дыры

Астрономы из Калифорнийского университета Беркли обнаружили черные дыры, которые являются самыми большими из известных на сегодняшний день 

Это два монстра, массы которых больше чем 10 миллиардов Солнц, они поглощают абсолютно все в пределах их окрестностей, даже свет.

Эти черные дыры находятся в центрах двух галактик, расположенных на расстоянии более чем 300 миллионов световых лет от Земли. Ученые полагают, что эти монстры могут быть остатками каких-то очень ярких ядер галактик, которые «населяли» раннюю Вселенную, называемых квазарами.

«В ранней Вселенной было много квазаров или активных галактических ядер, - говорит Чанг-Пей Ма, профессор астрономии в Беркли. - Эти две новых сверхмассивных черных дыры по размерам походят на квазары и могут оказаться искомым недостающим звеном между квазарами и сверхмассивными черными дырами».

Черная дыра – это плотная концентрация материи, которая является источником гравитации такой мощи, которая затягивает даже свет. Когда происходит взрыв сверхновых звезд, может образоваться черная дыра с массой приблизительно равной Солнцу; сверхмассивные черные дыры образуются от слияния нескольких черных дыр или в процессе поглощения огромных количеств звезд и газа.

«Эти черные дыры могут стать ключом к разгадке сложных процессов эволюции черных дыр и окружающих их галактик в ранней Вселенной», - говорит аспирант из Беркли Николас Макконнелл, автор статьи об обнаруженных черных дырах, опубликованной 8 декабря в британском журнале Nature.

Сегодня ученым известно 63 сверхмассивных черных дыры, каждая из которых располагается в центре одной из соседних галактик. В течение трех десятилетий самой большой считалась черная дыра, которая находится в центре соседней галактики M87, ее масса превышает 6,3 миллиарда солнечных масс.

Художественное представление движения звезд в центральной области огромной эллиптической галактики, которая питает сверхмассивную черную дыру

Одна из двух недавно обнаруженных черных дыр содержит в себе 9,7 миллиарда солнечных масс и располагается в эллиптической галактике NGC 3842, самой яркой в кластере Льва. Монстр находится на расстоянии в 320 миллионов световых лет от Земли в направлении созвездия Лев. Вторая черная дыра еще более массивна, она находится в эллиптической галактике NGC 4889, самой яркой галактике в группе Кома, расположенной на расстоянии приблизительно 336 миллионов световых лет от Земли в направлении созвездия Волосы Вероники.

«Для сравнения, эти черные дыры в 2 500 раз более массивны, чем черная дыра, которая находится в центре нашей галактики Млечного пути», - сказал Макконнелл.

Настолько массивные черные дыры до сих пор оставались скрытыми от глаз ученых. Есть версия, что черные дыры сложно было обнаружить из-за того, что они вступили в фазу ремиссии. Ма считает, что это очень древние образования, которые прошли фазу активности приблизительно 10 миллиардов лет назад, тогда они поглотили огромные количества звезд, газа и пыли. Сейчас, обосновавшись в центре галактических кластеров, эти монстры ведут спокойный и незаметный «образ жизни».

Ма, астрофизик-теоретик, решила искать эти огромные черные дыры в относительно близких к нам кластерах эллиптических галактик с помощью компьютерных симуляций процесса поглощения галактик.

Концептуальное изображение квазара – активного ядра галактики

Астрономы полагают, что в центре многих (некоторые считают - всех) галактик есть массивная черная дыра. Большие галактики питают более крупные черные дыры. Самые большие черные дыры найдены в эллиптических галактиках, которые, как думают ученые, сформировались в результате слияния двух спиральных галактик. Однако Ма обнаружила, что слияния самих эллиптических галактик могли образовать большие эллиптические галактики, чьи черные дыры также соединились, образовав сверхмассивные черные дыры, массы которых близки к 10 миллиардам солнечных масс. Эти черные дыры могут расти еще больше, питаясь газом от слияния.

«Многократные слияния или поглощения – это один из наиболее вероятных путей образования этих гигантов», - говорит Ма.

С помощью телескопов в обсерваториях «Джемини» и «Кек» на Гавайях и обсерватории Макдоналда в Техасе, Макконнелл и Ма получили детализированные спектры рассеянного звездного света в центрах нескольких массивных эллиптических галактик. Каждая из рассматриваемых галактик самая яркая в своем кластере. Ученые вычислили массы квазаров с помощью анализа скорости звезд. Астрономы считают, что содержание таких огромных масс в пределах нескольких сотен световых лет может объясняться только массивными черными дырами.

«Если бы массу можно было объяснить звездами, мы бы видели их свет, - сказала Ма. –Эта редкая находка двух огромных черных дыр поможет нам разобраться с процессом формирования этих феноменов в целом».