Если созерцание огромных размеров астрономических объектов заставляет вас чувствовать себя довольно ничтожным и незначительным, то это новое открытие заставит вас почувствовать себя бесконечно малым.
Практически невозможно представить себе объект такого размера: сверхмассивную черную дыру, которая в 40 миллиардов раз массивнее нашего Солнца. Но вот он, он сидит в центре сверхгигантской эллиптической галактики под названием Holmberg 15A . Holmberg 15A находится примерно в 700 миллионах световых лет от нас, в центре Abell 85 скопление галактик.
Этот монстр и раньше попадал в поле зрения астрономов. Ранее его масса оценивалась в 310 миллиардов раз больше массы Солнца, что является почти невероятным размером. Но эта оценка была основана на косвенных измерениях. В этом новом исследовании астрономы проследили движение звезд вокруг черной дыры и получили массу Солнца в 40 миллиардов раз.
Поскольку это новое измерение основано на прямом наблюдении, оно более точное.
Исследование, описывающее это новое измерение, было отправлено в The Astrophysical Journal, но еще не прошло рецензирование. Он называется « Черная дыра с массой 40 миллиардов солнечных в крайнем ядре Holm 15A, центральной галактики Abell 85. '
Работа основана на наблюдениях всего за две ночи с помощью прибора Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) на приборе ESO. Очень большой телескоп (VLT) в обсерватории Паранал на севере Чили. Используя модели и наблюдения, группа астрономов, стоявшая за этой работой, наблюдала звездную кинематику звезд, вращающихся вокруг дыры. Говорят, что эта черная дыра - рекордсмен. «… СМЧД в центре Holm 15A на сегодняшний день является самой массивной динамически определяемой черной дырой».
Представление художника о двух сливающихся черных дырах, которые предположительно являются источником гравитационных волн. СМЧД в Holm 15A, скорее всего, является результатом слияния двух черных дыр. Предоставлено: Бон, Троу, Эбер, Хенрикссон, Бунандар, Тейлор, Шил / SXS.
Чтобы быть ясным, это не самая массовая SMBH из когда-либо обнаруженных. Это название, по крайней мере на данный момент, принадлежит сверхмассивной черной дыре (UMBH) в центре ТОН 618 , чрезвычайно яркий квазар на расстоянии более 10 миллиардов световых лет. Этот гигант в 66 миллиардов раз массивнее Солнца. Но этот UMBH был измерен косвенно, поэтому измерение его массы может быть пересмотрено.
Трудно представить себе что-то, что в 40 миллиардов раз массивнее Солнца. Чтобы представить это в перспективе, представьте себе эту SMBH, расположенную в центре нашей Солнечной системы, где находится Солнце. Если бы он был там, то он простирался бы до Плутона и намного дальше.
Плутон находится примерно в 40 астрономических единицах (а.е.) от Солнца. А пояс Койпера простирается примерно до 50 а.е. Гелиопауза находится примерно в 123 а.е. от Солнца. Но эта SMBH могла бы простираться примерно до 790 AU. Это приближается к началу Облака Оорта, которое начинается где-то около 1000 а.е.
Изображение не в масштабе по очевидным причинам. Но он показывает расположение вех в нашей Солнечной системе в астрономических единицах. Если бы эта недавно измеренная СМЧД находилась в положении Солнца, она простиралась бы за гелиопаузу и приблизилась бы к Облаку Оорта. Изображение предоставлено: NASA / JPL-Caltech - http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA17046, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=28366203.
Примечателен не только размер SMBH. Согласно другим методам измерения, это даже больше, чем ожидалось. «СМЧД Holm 15A не только самая массивная на сегодняшний день, но и в четыре-девять раз больше, чем ожидалось, учитывая звездную массу выпуклости галактики и дисперсию звездных скоростей», - отмечают авторы в своей статье.
Но как эта SMBH стала такой большой?
Вероятно, он образовался в результате слияния двух галактик раннего типа (ETG). В этом случае у обоих ETG были бы истощенные ядра, а это значит, что там не так много звезд. По мнению авторов, такой тип слияния, скорее всего, редок, и он объясняет, почему этот зверь так примечателен.
Также возможно, что SMBH Holm 15A является результатом слияния более чем двух ETG. «… Если Holm 15A пережил некоторую раннюю ускоренную эволюцию в прошлом, то вполне могло быть, что была задействована не только двойная черная дыра, но, возможно, более сложный сценарий с несколькими черными дырами».
Команда астрономов намерена продолжить свою работу. Они думают, что их подробный анализ может дать больше информации об истории слияния массивных галактик и черных дыр в их центрах.
Когда дело доходит до слияния черных дыр, обсерватория LIGO - лучший выбор для их обнаружения.
«На данный момент Holm 15A - это только первый массивный ETG с почти экспоненциальным ядром, который был детально динамически исследован. Динамические модели и фотометрическое разложение других похожих галактик могут помочь пролить больше света на вопросы, связанные с их образованием и эволюцией ».
Возможно, мы будем продолжать находить все большие и большие черные дыры, и что нам придется продолжать придумывать новые названия для категорий размеров. У нас были черные дыры, затем сверхмассивные черные дыры, а теперь и сверхмассивные черные дыры.
Некоторые астрофизики говорят, что, вероятно, существует предел того, насколько большой может стать черная дыра, прежде чем ее газовый диск схлопнется и перестанет расти. Этот предел составляет около 50 миллиардов солнечных масс. Но если слияние двух черных дыр, которые уже достигли этого предела, может стать возможным для UMBH с массой до 100 миллиардов Солнца.
Это почти невероятно. И если три черные дыры могут слиться, что это означает для пределов массы черной дыры?
В любом случае предстоит проделать огромную работу, прежде чем мы действительно поймем, откуда берутся эти чудовища и насколько массивными они могут стать. В LIGO Обсерватория обнаружила 10 слияний пар черных дыр по состоянию на 2018 год, и они говорят, что в конечном итоге могут обнаруживать по одному в неделю. Так что нет недостатка в возможностях их изучать.
Более:
- Исследовательская работа: ЧЕРНАЯ ДЫРА СОЛНЕЧНОЙ МАССЫ В 40 МИЛЛИАРДОВ В ЭКСТРЕМАЛЬНОМ ЯДРЕ HOLM 15A, ЦЕНТРАЛЬНОЙ ГАЛАКТИКЕ ABELL 85
- Новый ученый: Размер черных дыр ограничен 50 миллиардами солнц
- Вселенная сегодня: Как и ожидалось, недавно обновленный LIGO каждую неделю сталкивается с черными дырами.
- Вселенная сегодня: Астрономы видят свидетельства образования сверхмассивных черных дыр непосредственно в ранней Вселенной
- Видео 'Вселенная сегодня': Сверхмассивные черные дыры или их галактики? Что было первым?