|
Первая убегающая сверхмассивная черная дыра
|
|
|
|
Что может заставить сверхмассивную черную дыру (SMBH) покинуть свою галактику? Они могут иметь массы в сотни миллионов и даже миллиарды солнечных масс. Что может быть достаточно мощным, чтобы свергнуть одного из этих чудовищ? Ответ кроется в слиянии галактик.
|
|
|
|
Астрономы обнаружили, по их словам, первый подтвержденный случай появления неуправляемого SMBH. Это галактика Космической Совы, которая на самом деле представляет собой пару кольцевых галактик на расстоянии около 8,8 миллиардов световых лет от нас. Кольца выглядят как совиные глаза по мере того, как они становятся все ближе и ближе к слиянию. Астрономы, наблюдавшие за Космической Совой, обнаружили длинную линейную особенность в галактике и задались вопросом, не может ли это быть хвостом первого подтвержденного сбежавшего SMBH. Теперь новое исследование подтверждает это.
|
|
|
|
Новое исследование называется "Первое подтверждение существования убегающей сверхмассивной черной дыры с помощью ее сверхзвуковой ударной волны" и опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters. Ведущий автор - Питер ван Доккум с астрономического факультета Йельского университета. Ван Доккум - ведущий автор нескольких работ, в которых Космическая сова исследуется в поисках убедительных доказательств существования сбежавшего SMBH. Исследование доступно онлайн на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
"Случайный выход сверхмассивных черных дыр (SMBH) из своих галактик-хозяев - это давнее предсказание теоретических исследований", - пишут ван Доккум и его соавторы. "Мы представляем наблюдения JWST/NIRSpec IFU за потенциальной убегающей сверхмассивной черной дырой на вершине линейного объекта длиной 62 кпк при z = 0,96".
|
|
|
|
|
|
|
Есть два канала, которые могут придать SMBH необходимую скорость, позволяющую ему покинуть свою галактику. Один из них основан на взаимодействии трех тел, а другой - на отдаче гравитационной волны, вызванной слиянием двух тел. "Оба канала возникают естественным образом в результате слияния галактик, поскольку черные дыры галактик—предков оказываются в центре галактик-потомков", - пишут авторы.
|
|
|
|
Это связано с двумя различными особенностями. Одна из них - хвост, длина которого составляет 200 000 световых лет, а другая - ударная волна. Давление в хвосте ниже, чем при ударной волне, поэтому газ скапливается в хвосте и формирует новые звезды.
|
|
|
|
JWST наблюдал за потенциальной убегающей черной дырой 1 (RBH1) с помощью встроенного полевого прибора NIRSpec. Этот прибор позволяет наблюдать небольшие участки неба размером 3 угловые секунды на 3 угловых куба и одновременно фиксировать свет и спектры. Это позволяет астрономам не только видеть объекты, но и анализировать свет, чтобы одновременно определять состав, температуру и движение.
|
|
|
|
"Таким образом, мы обнаружили, что наблюдаемая кинематика на конце RBH-1 качественно согласуется с ожиданиями сильного сверхзвукового ударного воздействия", - объясняют авторы. Ударный эффект является ключевым доказательством в пользу RBH. "Доказательства сверхзвукового ударного воздействия в головной части RBH-1 очень убедительны, граничат с ошеломляющими".
|
|
|
|
Идентифицировав хвост и головную часть ударной волны, исследователи подтвердили, что то, что они видят, является первой подтвержденной убегающей черной дырой. В предыдущей статье они определили эти особенности, но им не хватало подробных доказательств, подтверждающих, что то, что они видели, является RBH. Новые наблюдения JWST и HST в значительной степени отвечают за подтверждение, при этом JWST играет ведущую роль.
|
|
|
|
"Центральное предположение первой статьи состояло в том, что линейная особенность является следом за убегающей сверхмассивной черной дырой, и это убедительно подтверждается нашим анализом", - пишут авторы. "Используя недавно полученные данные HST /UVIS и JWST/NIRSpec, мы подтверждаем, что замечательная линейная особенность, описанная в статье I, является следом за убегающим SMBH".
|
|
|
|
"Мы также подтверждаем наличие пространственно-разрешенной головной ударной волны в начале кильватерного следа, что мы предсказали, основываясь на моделях ударной волны и яркости узла [O III] в данных Keck/LRIS", - пишут авторы в своем заключении.
|
|
|
|
Прошло 50 лет с тех пор, как ученые предсказали, что SMBH могут выходить из строя из-за отдачи гравитационных волн или взаимодействия трех тел. Поиск первого из них - это всегда триумф решимости и интеллектуальных способностей, но там, где есть один, вероятно, будут и другие. Поиск их станет задачей будущих телескопов.
|
|
|
|
"Очевидными наборами данных для систематического поиска этих особенностей являются широкоугольные исследования с помощью Euclid и Roman", - заключают авторы.
|
|
|
|
Иногда вселенная может казаться ужасно странным и угрожающим местом, и это открытие не развеет никаких страхов. Хотя нам никоим образом не угрожает никакая опасность, ужасно осознавать, что сверхмассивные черные дыры массой в десятки миллионов солнечных масс могут проноситься в космосе, сжимая все на своем пути и оставляя за собой поток газа и новые звезды.
|
|
|
|
Источник
|
