5.3K
Сверхмассивные черные дыры, как правило, являются неподвижными объектами, расположенными в центрах большинства галактик. Однако, используя данные рентгеновской обсерватории NASA «Chandra» и других телескопов, астрономы выследили нечто, которое может быть сверхмассивной черной дырой, находящейся в движении. Эта возможная черная дыра с массой около 160 миллионов Солнц находится в эллиптической галактике в 3,9 миллиардах световых лет от Земли.
Черная дыра может «отскочить», когда две меньшие черные дыры сливаются в одну, провоцируя гравитационные волны, сильнее распространяющиеся в одном направлении. Таким образом, вновь образовавшаяся черная дыра могла сдвинуться в направлении противоположном более сильным гравитационным волнам. Этот удар сместил бы черную дыру из центра галактики, как показано на иллюстрации.
Сила удара зависит от скорости и направления вращения черных дыр до их слияния. Информацию об этих важных, но неуловимых свойствах можно получить, изучив скорость отката черных дыр.
Астрономы нашли подходящего кандидата, оценив рентгеновские и оптические данные тысяч галактик. Сначала они использовали наблюдения «Chandra» для выбора галактик, которые содержат источник яркого рентгеновского излучения, являющегося общей чертой быстро растущих сверхмассивных черных дыр. Затем исследователи оценили, содержат ли выбранные галактики в оптическом наблюдении космического телескопа «Hubble» два пика яркости вблизи своего центра, указывающих или на пару сверхмассивных черных дыр, или на то, что отброшенная черная дыра удалилась от скопления звезд в центре галактики.
Для оставшейся группы галактик астрономы исследовали спектры SDSS, которые показывают, как количество оптического света изменяется с длиной волны. Когда исследователи обнаружили контрольные сигнатуры в спектре, свидетельствующие о наличии сверхмассивной черной дыры, они приступили к еще более тщательному исследованию подходящих галактик.
В результате поиска был найден хороший кандидат на роль отброшенной черной дыры. Левое изображение на вставке – данные «Hubble», которые показывают две яркие точки в середине галактики. Одна из них расположена в центре, а другая – на расстоянии около 3000 световых лет от первой. Последний источник демонстрирует свойства растущей сверхмассивной черной дыры, и его положение совпадает с источником яркого рентгеновского излучения, обнаруженного с помощью «Chandra» (правое изображение на вставке). Используя данные SDSS и телескопа «Keck» на Гавайях, команда определила, что растущая черная дыра, расположенная вблизи, но заметно смещенная от центра галактики, имеет скорость, отличную от скорости галактики. Эти свойства позволяют предполагать, что источник представляет собой постоянно движущуюся сверхмассивную черную дыру.
Галактика-хозяин этой черной дыры также демонстрирует некоторые признаки нарушения в ее внешних областях, что свидетельствует о слиянии двух галактик в относительно недавнем прошлом. Поскольку считается, что объединения сверхмассивных черных дыр происходят при слиянии их галактик, эта информация поддерживает идею о смещенной черной дыре.
Более того, в галактике наблюдается высокая скорость звездообразования. Это согласуется с компьютерным моделированием, которое предсказывает, что слияние галактик провоцирует вспышку звездообразования, особенно в случае галактик с отброшенными черными дырами.
Другим возможным объяснением является то, что две сверхмассивные черные дыры расположены в центре галактики, но одна из них не производит выраженное излучение, потому что растет слишком медленно. Ученые одобряют идею откатывающейся черной дыры, но необходимы дополнительные исследования для ее подтверждения.