Якщо споглядання величезних розмірів астрономічних об’єктів змушує вас відчувати себе досить дрібними і незначними, то це нове відкриття змусить вас відчути себе нескінченно малим.
Практично неможливо уявити такий великий об’єкт: надмасивну чорну діру, яка в 40 мільярдів разів більша за наше Сонце. Але ось воно, сидить у центрі супергігантської еліптичної галактики, що називається Holmberg 15A . Holmberg 15A знаходиться на відстані приблизно 700 мільйонів світлових років від нас, у центрі Абель 85 скупчення галактик.
Цей бегемот був у астрономах і раніше. Раніше його маса оцінювалася в 310 мільярдів разів більше маси Сонця, що є майже немислимим розміром. Але ця оцінка була заснована на непрямих вимірюваннях. У цьому новому дослідженні астрономи відстежили рух зірок навколо чорної діри і виявили, що маса Сонця в 40 мільярдів разів перевищує масу Сонця.
Оскільки це нове вимірювання засноване на безпосередньому спостереженні, воно є більш точним.
Дослідження з описом цього нового вимірювання було подано в The Astrophysical Journal, але ще не було рецензовано. Він має назву « Чорна діра 40 мільярдів сонячної маси в крайньому ядрі Holm 15A, центральній галактиці Abell 85. '
Стаття базується на лише двох ночах спостережень за допомогою приладу Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) на ESO. Дуже великий телескоп (VLT) в обсерваторії Паранал на півночі Чилі. Використовуючи моделі та спостереження, команда астрономів, що стояла за цією роботою, спостерігала зоряну кінематику зірок, що обертаються навколо отвору. Кажуть, що ця чорна діра – рекордсменка. «... SMBH в центрі Holm 15A є найбільш масивною динамічно визначеною чорною дірою на сьогоднішній день».
Враження художника від двох злиття чорних дір, які, як теоретизують, є джерелом гравітаційних хвиль. SMBH в Holm 15A, швидше за все, є результатом злиття двох чорних дір. Авторство зображення: Бон, Троу, Хеберт, Хенрікссон, Бунандар, Тейлор, Шел/SXS
Щоб було зрозуміло, це не наймасовіший SMBH, коли-небудь знайдений. Ця назва, принаймні на даний момент, належить ультрамасивній чорній дірі (UMBH) у центрі ТОН 618 , надзвичайно яскравий квазар на відстані понад 10 мільярдів світлових років. Цей бегемот у 66 мільярдів разів масивніший за Сонце. Але цей UMBH був виміряний опосередковано, тому його вимірювання маси можна було б переглянути.
Важко уявити щось, що в 40 мільярдів разів масивніше за Сонце. Щоб представити це в перспективі, уявіть собі цю SMBH, розташовану в центрі нашої Сонячної системи, де знаходиться Сонце. Якби він був там, то він поширювався б до Плутона і далеко за його межами.
Плутон знаходиться приблизно в 40 астрономічних одиницях (АС) від Сонця. А пояс Койпера простягається приблизно на 50 а.о. Геліопауза знаходиться приблизно в 123 а.о. від Сонця. Але цей SMBH розшириться приблизно до 790 а.о. Це наближається до початку Хмари Оорта, яка починається приблизно в 1000 а.о.
Це зображення не в масштабі зі зрозумілих причин. Але він показує розташування віх відстаней у нашій Сонячній системі в астрономічних одиницях. Якби цей нещодавно виміряний SMBH був у положенні Сонця, він би простягнувся за межі геліопаузи і наблизився б до Хмари Оорта. Авторство зображення: NASA / JPL-Caltech – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA17046, суспільне надбання, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=28366203.
Приголомшливий не тільки розмір SMBH. Згідно з іншими методами його вимірювання, він навіть більше, ніж очікувалося. «СМЧД Holm 15A є не тільки наймасовішим на сьогоднішній день, він також у чотири-дев’ять разів більший, ніж очікувалося, враховуючи зоряну масу галактики опуклості та дисперсію зоряних швидкостей галактики», зазначили автори у своїй роботі.
Але як цей SMBH став таким великим?
Ймовірно, він утворився, коли дві галактики раннього типу (ETG) злилися. У цьому випадку обидва ETG мали б виснажені ядра, тобто там не так багато зірок. За словами авторів, такий тип злиття, ймовірно, рідкісний, і пояснює, чому цей звір такий чудовий.
Також можливо, що SMBH Holm 15A є результатом злиття більш ніж двох ETG. «…якщо Holm 15A зазнав ранньої прискореної еволюції в минулому, то цілком могло бути, що була задіяна не тільки бінарна чорна діра, але, можливо, і більш складний сценарій із кількома чорними дірами».
Команда астрономів має намір продовжити свою роботу. Вони думають, що їх детальний аналіз може виявити більше інформації про історію злиття масивних галактик і чорних дір в їх центрах.
Коли справа доходить до злиття чорних дір, обсерваторія LIGO — наш найкращий варіант для їх виявлення.
«На даний момент Holm 15A є лише першим масивним ETG із майже експоненційним ядром, який було детально досліджено динамічно. Динамічні моделі та фотометричні розклади інших подібних галактик можуть допомогти пролити більше світла на питання, пов’язані з їх формуванням та еволюцією».
Цілком можливо, що ми продовжуватимемо знаходити все більші та більші чорні діри, і нам доведеться продовжувати винаходити нові назви для категорій розмірів. У нас були чорні діри, потім надмасивні чорні діри, а тепер надмасивні чорні діри.
Деякі астрофізики кажуть, що, ймовірно, існує межа того, наскільки велика чорна діра може стати до того, як її газовий диск розпадеться і він перестане рости. Ця межа становить близько 50 мільярдів сонячних мас. Але якщо дві чорні діри зіллються, які вже досягли цієї межі, то може бути можливим UMBH до 100 мільярдів сонячних мас.
Це майже немислимо. І якщо три чорні діри можуть об’єднатися, що це означає для обмежень маси чорної діри?
У будь-якому випадку, потрібно ще багато роботи, перш ніж ми дійсно зрозуміємо, звідки взялися ці бегемоти і наскільки масовими вони можуть стати. The LIGO Обсерваторія виявила 10 злиття пар чорних дір станом на 2018 рік, і вони кажуть, що врешті-решт можуть виявити один на тиждень. Тож можливостей для їх вивчення не бракує.
Більше:
- Науково-дослідна робота: ЧОРНА ДІРА СОНЯЧНЯ МАСИ 40 МІЛЬЙОРІВ В ЕКСТРЕМАЛЬНОМУ ЯДРІ HOLM 15A, ЦЕНТРАЛЬНОЇ ГАЛАКТИКИ ABELL 85
- Новий вчений: Обмеження розміру чорних дір становить 50 мільярдів сонць
- Всесвіт сьогодні: Як і очікувалося, нещодавно оновлений LIGO щотижня шукає злиття чорної діри
- Всесвіт сьогодні: Астрономи бачать докази надмасивних чорних дір, які утворюються безпосередньо в ранньому Всесвіті
- Відео Всесвіт сьогодні: Надмасивні чорні діри чи їх галактики? Який був першим?