Черная дыра движется по галактике. Мы склонны думать о сверхмассивных черных дырах как об относительно неподвижных объектах: они сидят и бьются в центре галактики, в то время как все остальное вращается вокруг нее.
Но это не всегда так, и теперь у астрономов есть лучшие доказательства существования сверхмассивной черной дыры, которая не только движется во Вселенной, но и движется внутри своей галактики. У него муравьи в штанах и ведьмы в штанах, и хотя непонятно почему, возможные объяснения действительно захватывают. "Мы не ожидаем, что большинство сверхмассивных черных дыр будут двигаться; они обычно довольствуются тем, что просто сидят", - объяснил астроном Доминик Пеше из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики. "Они такие тяжелые, что трудно заставить их двигаться. Подумайте, насколько труднее привести в движение шар для боулинга, чем пнуть футбольный мяч-понимая, что в этом случае "шар для боулинга" в несколько миллионов раз больше массы нашего Солнца. Для этого потребуется довольно сильный удар." Поймать блуждающую сверхмассивную черную дыру в действии-нелегкая задача. Их можно найти только в огромных пространствах космоса, от миллионов до миллиардов световых лет; на таких расстояниях изолировать движение одного объекта-даже если это сверхмассивная черная дыра - в целой галактике непросто. Пеше и его команда думали, что им может повезти с галактическим ядром, называемым мегамазером. Это тип активной сверхмассивной черной дыры с аккреционным диском газа и пыли, который накапливается на ней, генерируя огромное количество тепла и света. У мегамазера есть дополнительный ингредиент к этой формуле: молекулы, такие как гидроксил, вода, формальдегид и метин, которые увеличивают светимость ядра в микроволновом диапазоне.
Используя метод, называемый очень длинной интерферометрией, который объединяет наблюдения из сети антенн радиотелескопа, чтобы эффективно создать одну огромную наблюдательную тарелку, скорости этих мегамазеров могут быть измерены очень точно. Изучая, в частности, водные мегамазеры, Пеше и его коллеги надеялись идентифицировать любые сверхмассивные черные дыры, движущиеся со скоростью, отличной от скорости окружающей галактики.
"Мы спросили: совпадают ли скорости черных дыр со скоростями галактик, в которых они находятся?" - сказал он. - Мы ожидаем, что они будут двигаться с той же скоростью. Если нет, значит, черная дыра пробита."
Команда тщательно исследовала 10 мегамазеров, сравнив данные о скорости черной дыры с наблюдениями за всей галактикой. Конечно, девять из них оправдали наши ожидания относительно сверхмассивных черных дыр, притаившихся в центре Галактики, как паук в паутине.
Однако один из них повел себя иначе. Спиральная галактика J0437 + 2456, расположенная на расстоянии около 228 миллионов световых лет, имеет сверхмассивную черную дыру, примерно в 3 миллиона раз превышающую массу Солнца, которая, казалось, движется со скоростью, значительно отличающейся от остальной галактики.
Согласно анализу команды, скорость сверхмассивной черной дыры составляет около 4810 километров в секунду (2990 миль в секунду). С другой стороны, нейтральный водород галактики, по-видимому, удаляется со скоростью 4910 километров в секунду. Согласно наблюдениям за движением звезд и газов, скорость внутренней области галактики составляет 4860 километров в секунду.
Поскольку все эти измерения сильно отличаются друг от друга, а вся скоростная структура галактики кажется довольно сложной, трудно точно сказать, почему там все колеблется.
Есть несколько возможных объяснений. Галактика может постоянно сталкиваться с другим массивным объектом, таким как другая галактика. Сверхмассивная черная дыра, возможно, столкнулась с другой сверхмассивной черной дырой, вызвав шок отдачи, который вытолкнул черную дыру из положения; колебание может быть вызвано галактикой и черной дырой, снова оседающей.
Или у черной дыры может быть невидимый двойной спутник - два объекта, вращающиеся вокруг общего центра тяжести внутри ядра галактики. "Несмотря на все ожидания, что они действительно должны быть там в некотором количестве, ученым было трудно идентифицировать четкие примеры двойных сверхмассивных черных дыр", - сказал Пеше.
"То, что мы видим в галактике J0437 + 2456, - это одна из черных дыр в такой паре, а другая остается скрытой для наших радионаблюдений из-за отсутствия мазерного излучения."
Если это отдача или двойной спутник, это было бы экстраординарной новостью для астрофизики. Есть много нерешенных вопросов о сверхмассивных черных дырах, например, как они становятся такими большими и могут ли сверхмассивные двойные черные дыры сократить последний парсек расстояния между ними. Свидетельства существования сверхмассивных двойных черных дыр и слияний могут помочь нам ответить на эти вопросы. Это также отличная новость для нас здесь, в Млечном Пути: поскольку мы находимся на расстоянии нескольких миллиардов лет от галактического слияния, очень мало шансов, что наша сверхмассивная черная дыра Стрелец А * разовьет страсть к путешествиям в ближайшем будущем.
Команда надеется провести больше наблюдений за галактикой и ее своеобразным ядром, чтобы попытаться сузить причину ее странного поведения.
Напомним, ранее сообщалось, что сверхмассивная черная дыра исчезла из центра галактики.
