Астрономы объявили о загадочном исчезновении самой большой черной дыры во Вселенной

Вселенная полна скоплений галактик, но Abell 2261 — особняк. В его центре, где должна располагаться одна из самых больших сверхмассивных черных дыр во Вселенной, астрономам не удалось найти никаких следов этого объекта.

Черные дыры - колоссальные космические объекты, которые попросту не могут исчезнуть бесследно. Но факт остается фактом: сверхмассивная черная дыра попросту отсутствует на привычном месте!

Новая работа сделала отсутствие черной дыры на привычном месте еще более таинственным: если сверхмассивная черная дыра каким-то образом вылетела в космос, то она должна была оставить хоть какие-то следы на своем пути. Но в веществе, окружающем галактический центр, ученые ничего не нашли.

Скопления галактик — крупнейшие известные гравитационно связанные структуры во Вселенной. Обычно это группы от сотен до тысяч галактик, соединенных одной огромной аномально яркой галактикой в ​​центре или рядом с ним, известной как ярчайшая галактика скопления (BCG).

Но даже среди BCG Abell 2261 выделяется особо. Ее полное наименование — A2261-BCG и расположена она на расстоянии около 2,7 миллиарда световых лет. Ее диаметр составляет около миллиона световых лет — до 10 раз больше, чем диаметр Млечного Пути — и у нее есть огромное ядро ​​в 10 000 световых лет в поперечнике. Это самое большое из известных науке галактических ядер.

Основываясь на массе галактики, которая коррелирует с размером черной дыры, в ее ядре должно быть абсолютное чудовище: черная дыра, в 3–100 миллиардов раз больше массы Солнца, что заведомо делает ее одной из крупнейших черных дыр во Вселенной. Для сравнения, сверхмассивная черная дыра Млечного Пути достигает 4 миллионов солнечных масс.

От активной сверхмассивной черной дыры ожидается колоссальный выброс излучения, поскольку она нагревает материал вокруг себя до невероятных температур. Но этого излучения нет: ядро ​​A2261-BCG заполнено диффузным туманом и ярким звездныс светов. Различные инструменты, в том числе рентгеновская обсерватория Чандра, Очень большая матрица и космический телескоп Хаббла, не смогли обнаружить ни единого намека на черную дыру в центре A2261-BCG.

Поэтому команда астрономов во главе с Кайханом Гултекином из Мичиганского университета в Анн-Арборе вернулась в Чандру для ряда более глубоких наблюдений, основанных на гипотезе о том, что сверхмассивная черная дыра улетела куда-то в открытый космос.

Это не такая уж дикая идея. Ожидается, что BCG в галактических кластерах со временем сольются с другими галактиками и станут еще больше. Когда это произойдет, сверхмассивные черные дыры в центре этих сливающихся галактик также сольются, медленно сближаясь друг с другом, прежде чем объединиться и превратиться в одну большую черную дыру.

Благодаря гравитационно-волновой астрономии мы знаем, что сливающиеся сверхмассивные черные дыры посылают гравитационные волны, колеблющиеся в пространстве-времени. Если бы гравитационные волны были сильнее в одном направлении, то гравитационная отдача в теории могла бы отбросить получившуюся при слиянии черную дыру в противоположном направлении.

Проблема также заключается в том, что, согласно модели слияния сверхмассивных черных дыр, это самое слияние не может произойти вовсе. Причина в том, что с уменьшением их орбиты уменьшается и область пространства, в которую они могут передавать энергию. К тому времени, когда черные дыры окажутся на расстоянии одного парсека друг от друга (около 3,2 световых лет), теоретически эта область пространства уже не будет достаточно большой, чтобы поддерживать дальнейший орбитальный распад, поэтому они останутся на стабильной двойной орбите в течение миллиардов лет. Это называется «проблемой последнего парсека».