Спасибо, что вы с нами!

Студент из МГУ открыл сверхмассивную черную дыру в центре необычной галактики

Хотя галактика-хозяйка в сотни раз легче нашей, черная дыра в ее центре такая же массивная, как и в Млечном Пути.
Комментарии
...

Студенты физфака МГУ им. М.В. Ломоносова и сотрудники Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга МГУ совместно с зарубежными коллегами открыли сверхмассивную черную дыру в центре галактики Fornax UCD3. Галактика относится к довольно редкому классу ультракомпактных карликов и во много раз меньше нашей. Тем не менее масса вновь открытой дыры — несколько миллионов солнечных, что примерно столько же, сколько у сверхмассивной черной дыры Стрелец А* в центре Млечного Пути. Соответствующая статья опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Доклад по ней будет представлен на Генеральной ассамблее Международного астрономического союза, которая пройдет в Вене с 20 по 31 августа 2018 года.

Галактика Fornax UCD3 — часть скопления галактик в созвездии Печь (Fornax, откуда и название галактики). Это ультракомпактный карлик — их масса обычно всего несколько десятков миллионов масс Солнца, а радиус не более 300 световых лет. Для сравнения: масса нашей Галактики — 200 миллиардов масс Солнца, а радиус — не менее 50 000 световых лет. Из-за столь необычного соотношения массы и размера концентрация звезд в ультракомпактных карликах — одна из самых больших во Вселенной, они очень плотно набиты обычной материей, много плотнее нашей Галактики.

Гигантская эллиптическая галактика NGC 1399 и ее спутник, ультракомпактный карлик UCD3. Левая панель врезки: изображение UCD3 в оранжевом фильтре, полученное космическим телескопом «Хаббл». Правая панель врезки: изображение UCD3 в инфракрасном диапазоне, полученное на спектрографе SINFONI. Изображение: NASA /STScI/ ESO /Afanasiev et al.

Чтобы обнаружить объект, авторы использовали данные инфракрасного спектрографа SINFONI, который установлен в комплексе Очень большого телескопа (Very Large Telescope, VLT) в Чили. Обработав полученный спектр излучения, авторы установили зависимость изменения скоростей звезд (дисперсия скоростей) от их удаленности от центра галактики Fornax UCD3. Дисперсия скоростей показывает, насколько в среднем видимые скорости звезд отличаются от среднего значения для всех звезд в данной галактике. В присутствии массивного объекта — сверхмассивной черной дыры — звезды под действием гравитации начинают двигаться по своим орбитам быстрее, причем в произвольных направлениях. Это приводит к тому, что их средняя скорость не увеличивается, а вот дисперсия (разница по скоростям между самыми медленными и самыми быстрыми звездами) сильно растет. Чем сильнее этот рост, тем больше масса центральной для такой галактики черной дыры.

Далее ученые сравнили полученную зависимость скорости и дисперсии с динамическими моделями, построенными на основе предположения, что центральная черная дыра наблюдавшейся галактики имеет ту или иную массу. Наибольшее приближение к данным наблюдений имела модель, в которой предполагаемая масса черной дыры составляла 3,5 миллиона солнечных. В целом исследователи оценивают долю ультракомпактных галактик, имеющих в своем центре сверхмассивные черные дыры, не меньше чем в 80 процентов.

До сих пор в ультракомпактных галактиках-карликах было известно лишь три черные дыры, вновь открытая — четвертая. Необычность данной системы «черная дыра — галактика» еще и в том, что масса дыры в ней равна примерно 4 процентам от общей звездной массы галактики (без учета темной материи). В норме на центральную сверхмассивную черную дыру приходится лишь 0,3 процента от звездной массы. Скажем, в Млечном Пути масса черной дыры в центре лишь несколько миллионов солнечных, а звездная масса самой галактики — не ниже десятков миллиардов солнечных.

Наличие массивных черных дыр в ультракомпактных карликах считается сильным аргументом в пользу приливного сценария возникновения этих галактик. Согласно этой гипотезе, обычная галактика нормальных размеров в какой-то период своей эволюции могла пройти слишком близко от другой, более крупной и массивной галактики. В результате близкого прохождения из-за воздействия приливных сил UCD3 потеряла большую часть звезд, находившихся на периферии, и от нее осталось только компактное и плотное ядро.

Комментарии
...