|
Взвесили спящую черную дыру
|
|
|
|
Международная группа астрономов, в которую входят исследователи из Университетского колледжа Лондона (UCL), обнаружила и «взвесила» самую далёкую, почти невидимую спящую черную дыру. В исследовании, опубликованном в журнале Science, была идентифицирована спящая черная дыра в центре галактики MRG-M0138, расположенной на расстоянии более 10 миллиардов световых лет. Это самая далёкая из когда-либо обнаруженных спящих черных дыр, в 15 раз дальше, чем предыдущий рекорд.
|
|
|
|
Масса черной дыры примерно в 6 миллиардов раз превышает массу Солнца, и она наблюдается в то время, когда Вселенной было всего около 3 миллиардов лет, что составляет примерно четверть её нынешнего возраста, предоставляя беспрецедентные подробности о черных дырах в ранней Вселенной.
|
|
|
|
Для этого команда использовала данные космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА для отслеживания движения звезд, вращающихся вокруг невидимой черной дыры, чтобы измерить её массу. Хотя этот метод, известный как звездная динамика, использовался для измерения параметров спящих черных дыр в галактиках, расположенных гораздо ближе к Земле, это первый случай его применения для взвешивания черной дыры, находящейся на таком большом (космологическом) расстоянии.
|
|
|
|
Ведущий автор исследования, профессор Ричард Эллис (факультет физики и астрономии Калифорнийского университета в Ливерпуле), сказал: «Определение того, как звезды коллективно движутся внутри ядра этой далекой галактики, позволило нам измерить массу ее сверхмассивной черной дыры, которая в противном случае была бы необнаружима.
|
|
|
|
|
|
|
Продемонстрировав осуществимость такой методики для галактик ранней Вселенной, мы теперь можем провести более полное исследование того, как черные дыры развиваются с течением времени, и сделать выводы об их роли в формировании эволюции галактик».
|
|
|
|
Хотя сами черные дыры не излучают свет, газообразное вещество, падающее в них, может испускать большое количество радиации. Эти «активные галактические ядра» иногда называют квазарами, и их легко идентифицировать, поскольку они являются одними из самых ярких объектов во Вселенной.
|
|
|
|
Однако сверхмассивная черная дыра в MRG-M0138 находится в спящем состоянии. Поскольку в нее не падает газообразное вещество, ее присутствие можно лишь предположить по движению близлежащих звезд.
|
|
|
|
Команда смогла обнаружить ее присутствие. и точно измерить его массу, наблюдая за коллективным движением звёзд, вращающихся вокруг него. Скорость их движения и различия в движении звёзд, находящихся близко к чёрной дыре, и звёзд, находящихся дальше, позволили исследователям точно рассчитать массу чёрной дыры в её центре.
|
|
|
|
Это метод, аналогичный тому, который использовался для измерения массы чёрной дыры в центре нашей собственной галактики — Млечного Пути — и нескольких других близлежащих галактик, но это первый случай его применения к объекту на таком большом расстоянии. Ранее самая далёкая галактика, аналогично изучавшаяся с помощью этого метода, находилась всего в 700 миллионах световых лет от нас.
|
|
|
|
Обычно движение звёзд в такой далёкой галактике невозможно наблюдать, но команда преодолела это, используя естественное космическое увеличительное стекло, известное как гравитационное линзирование.
|
|
|
|
Гравитационное влияние другой галактики, расположенной непосредственно между MRG-M0138 и Землёй, искривляет свет вокруг неё, перефокусируя фоновое изображение и увеличивая его в 30 раз. Используя это, исследователи смогли удалось восстановить внутренние детали далёкой галактики с гораздо более высоким разрешением, чем это было бы возможно иным способом.
|
|
|
|
Ведущий автор, доктор Эндрю Ньюман из Института Карнеги в Пасадене, Калифорния, сказал: «Объединив данные JWST с гравитационным линзированием, мы смогли заглянуть внутрь сферы влияния чёрной дыры, где её гравитация увеличивает скорость звёзд». Это один из лучших методов, которые у нас есть для измерения массы черной дыры, поэтому мы были рады расширить его применение на гораздо более ранний период космической истории».
|
|
|
|
Ранее было обнаружено лишь несколько спящих черных дыр такой массы, но все они находились на гораздо более близких расстояниях.
|
|
|
|
Это открытие дает новые подсказки о том, как черные дыры и галактики развивались вместе в ранней Вселенной. Локальные галактики показали тесную взаимосвязь между их массами и массами их центральных черных дыр, но для полного понимания этой взаимосвязи необходимы дополнительные данные из более ранних космических времен как для активных, так и для спящих сверхмассивных черных дыр.
|
|
|
|
Исследователи обнаружили, что не только сама черная дыра находится в спящем состоянии, но и окружающая ее галактика также инертна и больше не образует новые звезды. Вероятно, MRG-M0138 когда-то в прошлом содержала яркий квазар.
|
|
|
|
Исследователи считают, что когда черная дыра впервые сформировалась и быстро росла, высвобождаемая ею энергия сожгла или выбросила свободно плавающий газ в галактике, что имеет решающее значение для образования новых звезд.
|
|
|
|
Команда ожидает, что дополнительные наблюдения Данные, полученные с помощью телескопа JWST и других космических телескопов, позволят обнаружить множество спящих черных дыр из ранней Вселенной. Это даст новое понимание их роли в предотвращении звездообразования, а также того, как спящие черные дыры могут снова активироваться, когда в них начинает поступать большое количество материи.
|
|
|
|
Источник
|
