Недавно обнаруженная "мини" сверхмассивная черная дыра является одной из самых маленьких из когда-либо найденных

Поскольку они не излучают ничего, что мы могли бы обнаружить, многое о черных дырах мы просто не знаем. Наибольшее недоумение вызывают сверхмассивные черные дыры, масса которых в миллионы и миллиарды раз превышает массу нашего Солнца. 

Поскольку черные дыры образуются из ядер массивных мертвых звезд, как сверхмассивные космические чудовища вырастают такими огромными? Новое открытие может помочь нам найти долгожданные ответы.

В крошечной карликовой галактике на расстоянии 110 миллионов световых лет астрономы обнаружили одну из самых маленьких сверхмассивных черных дыр, которые когда-либо наблюдались. "Монстр" в сердце галактики Mrk 462 в 200 000 раз больше массы Солнца.

Результаты исследования были представлены на виртуальном 239-м заседании Американского астрономического общества.

"Эта черная дыра в галактике Mrk 462 относится к самым маленьким сверхмассивным, или монструозным, черным дырам", - сказал астроном Джек Паркер из Дартмутского колледжа. "Такие черные дыры, как эта трудно найти".

Ее открытие позволяет предположить, что сверхмассивные черные дыры с массой менее 100 раз больше массы Солнца вырастают из остатков материала звездной массы, а не формируются уже большими и потом постепенно увеличиваются в размерах.

Одна из заноз, крепко впившихся в бок модели звездной массы, - это обнаружение множества сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Трудно примирить рост крошечного зародыша звездного ядра до сверхмассивной черной дыры за короткий промежуток времени, в течение которого эти объекты появились после Большого взрыва.

Другая возможность заключается в том, что в ранней Вселенной огромные плотные облака газа и пыли непосредственно схлопывались в большие черные дыры, масса которых в десятки тысяч раз превышает массу Солнца, создавая большую отправную точку, из которой могут вырасти сверхмассивные черные дыры.

Это дает нам возможность определить вероятность каждого сценария, поскольку модель прямого коллапса - редкий процесс. Это означает, что мы можем ожидать относительно небольшое количество карликовых галактик, содержащих сверхмассивные черные дыры, по сравнению с моделью звездного вещества.

Однако здесь есть одна загвоздка. В карликовых галактиках очень трудно увидеть ядро черной дыры. В больших галактиках астрономы могут использовать орбиту звезд в центре, чтобы сделать вывод о центральной черной дыре, но карликовые галактики слишком малы и тусклы для этого.

Другой метод заключается в поиске чрезвычайно яркого высокоэнергетического излучения, например, рентгеновских лучей. Это говорит о том, что черная дыра активно поглощает материал, нагревая его до таких безумных температур, что он испускает высокоэнергетический свет.

Исследователи сделали именно это, используя рентгеновскую обсерваторию Chandra для изучения восьми карликовых галактик, в которых, по оптическим данным, может находиться активная сверхмассивная черная дыра. Только галактика Mrk 462 показала рентгеновскую сигнатуру питающей сверхмассивной черной дыры с массой, примерно в 200 000 раз превышающей массу Солнца.

Но было и кое-что необычное. Соотношение высокоэнергетических и низкоэнергетических рентгеновских лучей указывает на то, что черная дыра была сильно затенена, или "похоронена", густым облаком пыли.

Это может склонить чашу весов в сторону сценария "звездного происхождения".

Поскольку "погребенные" черные дыры обнаружить еще труднее, чем открытые, обнаружение этого примера может означать, что существует гораздо больше карликовых галактик с подобными черными дырами", - говорит астроном Райан Хикокс из Дартмутского колледжа.

Недавние исследования показывают, что это может быть именно так. В последние несколько лет астрономы находят неуловимые черные дыры средней массы в карликовых галактиках и остатках карликовых галактик. Это также может подтвердить идею о том, что сверхмассивные черные дыры могут довольно быстро вырасти из частиц звездной массы.

По мере совершенствования технологий и методик, возможно, мы сможем ожидать, что нам удастся найти еще больше черных дыр, которые ранее не удавалось обнаружить.

"Мы не можем делать серьезные выводы на основании одного примера, но этот результат должен стимулировать гораздо более обширные поиски погребенных черных дыр в карликовых галактиках", - сказал Паркер. 

Исследование было представлено виртуально на 239-м заседании Американского астрономического общества.