Блуждающая чёрная дыра в карликовой галактике: астрономы открыли космического странника

Традиционно считается, что чёрные дыры располагаются в центрах галактик. Однако команда учёных под руководством доктора Ан Тао из Шанхайской обсерватории Китайской академии наук обнаружила блуждающую чёрную дыру в карликовой галактике на расстоянии около 230 миллионов световых лет от Земли (красное смещение z = 0,017).

В отличие от обычных чёрных дыр, эта находится не в ядре галактики, а смещена почти на килопарсек, формируя радио-джеты. Это первый случай обнаружения столь близкой и подтверждённой чёрной дыры с джетами, активно поглощающей материю, за пределами центра галактики.

Открытие, опубликованное 4 сентября в журнале Science Bulletin, меняет представление о росте чёрных дыр. Оказывается, они могут увеличиваться не только в галактических центрах, что объясняет, как сверхмассивные чёрные дыры ранней Вселенной достигли гигантских размеров так быстро.

Не все чёрные дыры живут в центрах галактик

Хотя в классической модели чёрные дыры — это «сердца» галактик, наблюдения показывают: некоторые из них «бродят» в дисках или на окраинах своих звёздных домов. Такие объекты называют блуждающими чёрными дырами — словно потерявшиеся странники космоса.

«Карликовые галактики — идеальные “ископаемые” для изучения ранней Вселенной. Их малые размеры и слабая гравитация позволяют чёрным дырам покидать центры после столкновений или взаимодействий», — поясняет доктор Лю Юаньци, соавтор исследования.

Теория предсказывает, что в карликовых галактиках до 30% чёрных дыр могут смещаться на тысячи световых лет. Однако найти их сложно из-за слабого излучения и малого размера.

Галактика-загадка: Маркеры космического странника

Учёные исследовали карликовую галактику MaNGA 12772-12704. Данные обзора MaNGA выявили слабые признаки активного ядра (AGN), а радионаблюдения на массиве VLBA показали, что источник радиоизлучения смещён от центра на 0,94 кпк (3000 световых лет). Яркость ядра превысила миллиард кельвинов, а на частоте 1,6 ГГц обнаружен джет длиной 7,2 световых года — типичный признак AGN.

Анализ архивных данных за 30 лет также выявил нерегулярную переменность яркости объекта, что исключило версию с остатком сверхновой. Масса чёрной дыры оценена в 300 000 солнечных, относя её к промежуточному классу.

Почему это открытие уникально?

Среди 3000 карликовых галактик в обзоре MaNGA лишь у 628 обнаружены признаки AGN, и лишь у одной — MaNGA 12772-12704 — совпали три ключевых параметра: компактное ядро, джеты и многолетняя переменность. Это указывает, что блуждающие AGN редки, но не уникальны.

«В карликовых галактиках сложно отделить блуждающие чёрные дыры от других источников из-за их малой светимости», — отмечает соавтор исследования, доктор Мар Месква из Испании.

Новая глава в астрофизике: Рост чёрных дыр на окраинах

Открытие предполагает, что чёрные дыры могут расти не только в центрах, но и на окраинах галактик, поглощая газ и формируя джеты. Это объясняет, как сверхмассивные чёрные дыры в ранней Вселенной набрали массу за короткие сроки.

«Эти странники, даже находясь в “пригородах” галактик, могут влиять на звёздообразование и динамику через мощные выбросы энергии», — добавляет доктор Ан.

Перспективы: Охота за невидимыми гигантами

С вводом новых телескопов, таких как SKA и ELT, астрономы смогут находить больше подобных объектов. Высокочувствительные радионаблюдения и точные оптические измерения позволят изучать микроджеты и отслеживать движение чёрных дыр.

«Возможно, блуждающие чёрные дыры — не аномалия, а важный элемент эволюции галактик, скрывающийся в тени своих звёздных домов», — резюмируют авторы.