Обнаружены десятки крупнейших во Вселенной черных дыр

«Ультрамассивные» черные дыры массами в десятки миллиардов солнц могут встречаться во Вселенной куда чаще, чем кажется, хотя астрономы не могут понять, как они успели вырасти до таких гигантских размеров. 

В активных центрах крупных галактик, от нашего Млечного Пути до далеких и недоступных скоплений, находятся сверхмассивные черные дыры. Поглощая облака газа и звезды, сливаясь с другими черными дырами, они могут набирать массу в много десятков миллиардов масс Солнца, оказывая влияние на рост и эволюцию своих галактик. Впрочем, таким «ультрамассивным» гигантам требуется немало времени на рост, и в современной Вселенной они встречаются редко. Текущий рекордсмен – квазар S5 0014+81 в созвездии Цефея – может достигать 40 млрд солнечных масс. Но большинство известных сверхмассивных черных дыр измеряются порядками от сотен тысяч до сотен миллионов солнц.

Однако новая работа международной группы астрофизиков указывает, что мы можем сильно недооценивать распространенность «ультрамассивных» черных дыр. Профессор Монреальского университета Жюли Хлавачек-Ларрондо (Julie Hlavacek-Larrondo) и ее коллеги изучили 72 галактики, расположенные в наиболее ярких и крупных скоплениях на расстоянии до 3,5 млрд световых лет. Ученые сравнили их массы с массами сверхмассивных черных дыр в их центрах. Результаты работы представлены в статье, опубликованной журналом Monthly Notices of the Royal Astronomical Society и представленной на сервисе препринтов arXiv.org.

Наблюдения космического телескопа Chandra позволили зарегистрировать рентгеновское излучение аккреционных дисков материи и исходя из этого оценить массы черных дыр. Светимости самих галактик в радиодиапазоне позволили оценить их собственные массы и сопоставить полученные цифры. Как и следовало ожидать, чем крупнее галактика, тем больше по размеру черная дыра в ее центре, однако в целом рост размеров черных дыр идет быстрее, чем галактик.

Зависимость размеров галактик и их сверхмассивных черных дыр оказалась нелинейной, а черные дыры у самых крупных из них – куда тяжелее, чем можно было предположить. Так, около 40 процентов рассмотренных учеными галактик содержали «ультрамассивные» черные дыры массами 10 млрд солнц и более. Объяснить удивительную скорость их роста еще предстоит. Возможно, они начинали формироваться в идеальных условиях и увеличивались быстрее, чем можно ожидать. А возможно, мы упускаем что-то важное в понимании механизмов роста сверхмассивных черных дыр.