Оскільки вони не випромінюють нічого, що ми могли б виявити, багато чого про чорні діри ми просто не знаємо. Найбільший подив викликають надмасивні чорні діри, маса яких у мільйони та мільярди разів перевищує масу нашого Сонця. Оскільки вони утворюються з ядер масивних мертвих зірок, як вони виростають такими величезними? Нове відкриття допоможе нам знайти довгоочікувані відповіді.
У крихітній карликовій галактиці на відстані 110 млн світлових років астрономи виявили одну з найменших надмасивних чорних дір, які будь-коли спостерігалися. Монстр в серці галактики Mrk 462 всього у 200 тис. разів більше за масу Сонця.
Її відкриття дозволяє припустити, що надмасивні чорні діри – принаймні деякі з них – виростають із насіння зоряної маси, яка у 100 разів менша за масу Сонця, а не формуються вже великими і ростуть далі. Інша можливість полягає в тому, що в ранньому Всесвіті величезні щільні хмари газу та пилу безпосередньо схлопувалися у великі чорні діри, маса яких у десятки тисяч разів перевищує масу Сонця, створюючи велику відправну точку, з якої можуть вирости надмасивні чорні діри. Це дає можливість визначити ймовірність кожного сценарію, оскільки модель прямого колапсу – рідкісний процес. Це означає, що ми можемо очікувати відносно невелику кількість карликових галактик, що містять надмасивні чорні діри, у порівнянні з моделлю зоряного насіння.
Однак тут є одна проблема. У карликових галактиках дуже важко побачити ядро чорної діри. У великих галактиках астрономи можуть використовувати орбіту зірок у центрі, щоб зробити висновок про центральну чорну діру, але карликові галактики занадто малі і тьмяні для цього. Інший метод полягає у пошуку надзвичайно яскравого високоенергетичного випромінювання, наприклад, рентгенівських променів. Це говорить про те, що чорна діра активно нагріває матеріал до таких шалених температур, що він випромінює високоенергетичне світло.
Дослідники зробили саме це, використовуючи рентгенівську обсерваторію Chandra для вивчення восьми карликових галактик, у яких, за оптичними даними, може бути активна надмасивна чорна діра. Тільки галактика Mrk 462 показала рентгенівську сигнатуру надмасивної чорної діри з масою, що приблизно у 200 тис. разів перевищує масу Сонця.
Але було й щось незвичайне. Співвідношення високоенергетичних та низькоенергетичних рентгенівських променів вказує на те, що чорна діра була сильно затінена, або «похована», густою хмарою пилу.
Це може схилити чашу вагів у бік сценарію «зоряного насіння».
«Оскільки «поховані» чорні діри виявити ще важче, ніж відкриті, виявлення цього прикладу може означати, що існує набагато більше карликових галактик із подібними чорними дірами», – каже астроном Райан Хікокс із Дартмутського коледжу.
Останні дослідження свідчать, що це може бути саме так. В останні кілька років астрономи знаходять невловимі чорні діри середньої маси в карликових галактиках та залишках карликових галактик. Вони також можуть підтвердити ідею про те, що надмасивні чорні діри можуть досить швидко вирости із насіння зоряної маси.
У міру вдосконалення технологій та методик, можливо, ми зможемо очікувати, що нам вдасться знайти ще більше чорних дір, які раніше не вдалося знайти.
Читайте також:
- 10 найдивніших речей, які ми дізналися про чорні діри у 2021
- Чорні діри утворилися одразу після Великого вибуху?