Впервые обнаружена движущаяся сверхмассивная черная дыра

Теоретики уже давно предполагали, что сверхмассивные черные дыры (СМЧД) могут двигаться в пространстве – однако до настоящего времени успешная идентификация таких объектов так ни разу и не состоялась.

Однако в новом исследовании астрономам во главе с Домиником В. Пеше (Dominic W. Pesce) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, впервые удалось наглядно зафиксировать СМЧД, находящуюся в движении.

«Обычно мы не ожидаем увидеть СМЧД в движении; как правило, эти объекты находятся на одном и том же месте, - сказал Пеше. – Они настолько тяжелые, что их трудно сдвинуть. Если черные дыры звездных масс можно сравнить с футбольным мячом, то СМЧД в этой аналогии можно уподобить шару для боулинга. Попробуйте сначала пнуть футбольный мяч, а потом - шар для боулинга! А теперь представьте, что этот «шар для боулинга» на самом деле имеет массу порядка нескольких миллионов масс Солнца. Пинать придется как следует!»

Пеше и его сотрудники работали над тем, чтобы обнаружить редкий случай движущейся черной дыры, на протяжении последних пяти лет, сравнивая между собой скорости СМЧД и их родительских галактик. Если скорости равны, то черная дыра «лежит спокойно», а если скорости черной дыры и галактики различаются между собой, то это указывает на возмущенное состояние СМЧД.

В ходе анализа команда Пеше изучила изначально 10 далеких галактик и расположенных в их ядрах СМЧД. Скорости черных дыр исследователи определяли измерениями параметров света, испускаемого водяными мазерами, присутсвующими в веществе аккреционных дисков черных дыр. Используя метод длиннобазной интерферометрии, в котором для регистрации излучения мазеров применяются радиотарелки, расположенные в разных уголках мира, которые работают как единый радиотелескоп, исследователи смогли измерить скорость движения СМЧД с высокой точностью.

Метод позволил показать, что 9 из 10 изученных черных дыр «лежали спокойно», но десятая СМЧД находилась в движении.

Расположенная на расстоянии около 230 миллионов световых лет от Земли, эта черная дыра лежит в центре галактики J0437+2456. Масса «непоседы» составляет около 3 миллионов масс нашей звезды.

Используя дополнительные наблюдения, проведенные при помощи обсерваторий Arecibo и Gemini, команда смогла подтвердить свои первичные находки. Скорость движения СМЧД, расположенной в галактике J0437+2456, составляет порядка 170 тысяч километров в час, определили авторы.

Причина движения этой СМЧД в данном исследовании точно не установлена, однако Пеше и коллеги предполагают две наиболее вероятные возможности. По первой из версий, движущаяся СМЧД представляет собой результат недавнего слияния между двумя меньшими по размерам черными дырами. Вторая гипотеза рассматривает возможность того, что СМЧД галактики J0437+2456 является частью бинарной системы, состоящей из черных дыр. Широкое распространение двойных систем такого рода прогнозируется теорией, однако в реальности случаи их надежного обнаружения единичны, пояснили члены команды Пеше.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.