В ультракомпактной галактике нашли сверхмассивную черную дыру

Ученые открыли сверхмассивную черную дыру в центре галактики Fornax UCD3, которая относится к редкому классу ультракомпактных карликов. Центральный объект по массе примерно равен сверхмассивной черной дыре в центре Млечного Пути и составляет примерно 4% массы всей звездной системы, в которой находится. Результаты работы опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Доклад на эту тему будет представлен на Генеральной ассамблее Международного астрономического союза, которая пройдет в Вене с 20 по 31 августа.

Галактика Fornax UCD3 — часть скопления галактик в созвездии Печь (Fornax). Fornax UCD3 относится к весьма редкому и необычному классу ультракомпактных карликов (UCD). Масса таких карликовых галактик составляет несколько десятков миллионов масс Солнца, а их радиус, как правило, не превышает трехсот световых лет. Из-за такого соотношения массы и размера концентрация звезд в ультракомпактных карликах одна из самых больших во Вселенной.

В ходе исследования ученые использовали данные инфракрасного спектрографа интегрального поля SINFONI, который установлен на одном из телескопов VLT в Чили. Обработав полученный спектр излучения, авторы установили, каким образом дисперсия скоростей звезд в галактике Fornax UCD3 зависит от их радиуса. Дисперсия скоростей демонстрирует, насколько в среднем видимые скорости звезд отличаются от среднего значения. В присутствии массивного объекта, такого как черная дыра, звезды под действием гравитации этого объекта начинают двигаться быстрее, причем в различных направлениях. Это приводит к тому, что их средняя скорость не увеличивается, а вот дисперсия сильно растет. В исследованной галактике ученые наблюдали как раз такое явление: дисперсия скоростей звезд в центре настолько велика, что кроме как присутствием массивной черной дыры ее ничем не получается объяснить.

Затем ученые сравнили полученную зависимость скорости и дисперсии с динамическими моделями, построенными в предположении той или иной массы центральной черной дыры. В результате они выяснили, что наилучшим образом с наблюдениями согласуется модель, согласно которой масса черной дыры составляет 3,5 миллиона солнечных масс. Ученые рассмотрели и тот вариант, при котором черной дыры в галактике нет, но его исключили со статистической значимостью в три сигмы (99,7%).

Открытая авторами черная дыра всего четвертая, обнаруженная в ультракомпактных карликах, и ее масса составляет 4% от полной массы галактики. В обычных галактиках это отношение существенно меньше (около 0,3%). Несмотря на небольшое количество примеров, наличие массивных черных дыр в ультракомпактных карликах астрономы считают серьезным аргументом в пользу приливного происхождения этих галактик. Согласно этой гипотезе, обычная галактика нормальных размеров в какой-то период своей эволюции прошла слишком близко от другой, более крупной и массивной галактики. В результате близкого прохождения из-за воздействия приливных сил меньшая галактика потеряла большую часть звезд, находившихся на периферии, и от нее осталось только компактное ядро.

«Чтобы однозначно утверждать о правильности этой гипотезы, необходимо открыть больше сверхмассивных черных дыр в ультракомпактных карликах, — заключает первый автор статьи, Антон Афанасьев из МГУ имени М.В. Ломоносова. — Кроме того, схожую методику можно применить к похожим на ультракомпактных карликов, но более массивным и менее плотным компактным эллиптическим галактикам. В одной из следующих работ мы как раз проведем исследование популяции центральных черных дыр в таких объектах».

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.