Астрономы впервые обнаружили гравитационный выброс гигантской черной дыры из центра далекой галактики
Ученые из НАСА зафиксировали уход гигантской черной дыры из центра своей галактики на расстояние в 35 тысяч световых лет. По мнению специалистов, это смещение, или, скорее, выброс может быть обусловлен сильнейшим возмущением гравитационного поля. Ранее астрономы наблюдали, как некоторые черные дыры удаляются на определенное расстояние от недавнего местопребывания. Но 35 тысяч световых лет — это действительно много. Случай выброса черной дыры массой в 1 миллиард масс Солнца из центра своей галактики удалось обнаружить при помощи телескопа «Хаббл».
Расчеты показали, что на уход черной дыры понадобилась энергия, которую могли бы выделить 100 миллионов сверхновых, взорвавшихся одновременно. Единственное правдоподобное объяснение тому, как это случилось, заключается в предположении, что в центре далекой галактики слились две черные дыры, в результате проявилось сильнейшее возмущение гравитационного поля, что и породило волну, которая очистила центр галактики.
Гравитационные волны впервые были предсказаны еще Альбертом Эйнштейном. Он считал, что они могут появляться в том случае, если рядом взаимодействуют два массивных объекта. Например, это может быть их столкновение. Проявляющееся возмущение гравитационного поля в этом случае похоже на концентрические круги, расходящиеся по воде в случае, если на воду что-то падает.
В прошлом году система Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) помогла ученым доказать существование гравитационных волн.
Астрономы, которые наблюдали за выбросом, говорят, что они были очень удивлены случившимся. «Когда я впервые увидел это, я подумал, что мы видим что-то особенное», — заявил руководитель команды астрономов Марко Кьябердж. Он работает в Университете Джона Хопкинсона в Балтиморе. — «Когда мы просмотрели снимки с Хаббла, Chandra X-ray Observatory, и с Sloan Digital Sky Survey, мы доказали существование таких объектов. Определенное количество данных мы получили, от рентгеновского излучения до инфракрасного. Причем источник этого излучения был гораздо больше, чем обычная черная дыра».
Изображения, полученные Хабблом в видимом и инфракрасном спектре позволили понять, что галактика, которую увидел телескоп, очень необычная. На фотографиях виден яркий квазар, «энергетическая подпись» черной дыры, который находится вдали от ядра самой галактики. Наблюдение за объектом затрудняется тем, что черную дыру увидеть в телескоп невозможно, ее существование подтверждается опытным путем. Квазар получил свой каталожный номер, это 3C 186. Как оказалось, галактика с черной дырой, о которой идет речь, удалены от нас на 8 миллиардов световых лет. Наблюдение за удаленным объектом проводилось в рамках программы «Хаббла» по наблюдению за наиболее отдаленными объектами Вселенной.
«Я предполагал, что увижу сливающиеся галактики. Также я рассчитывал увидеть галактики с хаотичной структурой неподалеку от квазаров. Но я не ожидал того, что квазар, а значит, и черная дыра, отнесены так далеко в сторону. Гигантские черные дыры обычно находятся в центрах галактик, так что было удивительно наблюдать за объектом, который располагается так далеко от центра своей галактики», — прокомментировал открытие Кьябердж.
Команда проекта попробовала оценить размеры черной дыры, сравнивая распределение света звезд в далекой галактике с характеристиками обычной эллиптической галактики, модель которой была создана при помощи компьютера. Как оказалось, черная дыра удалилась от центра своей галактики дальше, чем наше Солнце удалено от центра Млечного пути.
Характеристики черной дыры были просчитаны на основе спектроскопического анализа. «Как оказалось, газ, находящийся рядом с черной дырой, удалялся со скоростью около 7,5 миллионов км в час от центра своей галактики», — заявили представители проекта. Поскольку газ, о котором идет речь, гравитационно «привязан» к черной дыре, его скорость можно считать и скоростью основного объекта. Если бы ракета, отправленная с Земли, двигалась бы так быстро, то она бы достигла Луны уже через три минуты после взлета.
Сейчас существует несколько предположений относительно того, что заставило столь массивный объект так быстро двигаться. Одно из объяснений — столкновение двух галактик с последующим слиянием. Черные дыры, находящиеся в центре галактик, сначала вращались относительно друг друга, став причиной сильного гравитационного возмущения. Причем гравитационные волны не распространялись равномерно во всех направлениях, а шли более активно в одном из направлений. После того, как они слились, генерация гравитационных волн прекратилась. Но после возникновения объединенной черной дыры генерация гравитационных волн возобновилась, только в противоположном направлении, что привело к выбросу сверхмассивной черной дыры из центра новой эллиптической галактики.
Сейчас участники проекта проверяют свое предположение, стремясь более точно измерить скорость черной дыры и ее аккреционного газового диска. Более подробные данные помогут прояснить природу объекта и его необычного поведения.
