Астрофизики впервые выполнили оценку массы самой тяжелой черной дыры в доступной для наблюдения Вселенной. Она оказалась в 40 миллиардов раз тяжелее Солнца. Статья с результатами исследования, подготовленная для публикации в журнале The Astrophysical Journal, размещена на сайте arXiv.org.

Астрономы регулярно открывают в космосе черные дыры разных размеров и масс. Самой тяжелой из них на сегодняшний день является сверхмассивная черная дыра в ядре галактики Holm 15A, центрального объекта скопления галактик Abell 85 в созвездии Кита.

Немецким ученым из Мюнхенской обсерватории и Института внеземной физики Макса Планка впервые удалось выполнить прямую оценку массы гигантской черной дыры, основываясь непосредственно на наблюдениях за движениями звезд вокруг ядра галактики.

Измерения производились с помощью спектрографа MUSE телескопа VLT (Very Large Telescope). Этот самый большой по общей площади зеркал телескоп на Земле является частью Европейской южной обсерватории и расположен в Чили.

Несмотря на то что Holm 15A имеет огромную видимую массу — около двух триллионов солнечных масс, центр галактики характеризуется чрезвычайно низкой и очень рассеянной поверхностной яркостью, намного слабее, чем в других эллиптических галактиках. При этом по размеру центральная диффузная область Holm 15A сопоставима с размерами Большого Магелланового Облака.

"Световой профиль в ядре галактики также очень плоский, — приводятся в пресс-релизе института слова первого автора статьи Киануша Мехргана (Kianusch Mehrgan). — Это означает, что большинство звезд из центра должно быть удалено в результате предыдущих взаимодействий и слияний".

Ученые заинтересовались этим фактом, указывающим на то, что черная дыра, находящаяся в центре галактики, обладает очень большой массой. Проведенные измерения показали, что ее масса составляет 40 миллиардов солнечных масс. Это в несколько раз больше, чем предполагалось ранее на основании косвенных измерений — оценки звездной массы и дисперсии скоростей галактики. На сегодняшний день это самая тяжелая известная черная дыра в ближайшей к нам области Вселенной.

"Существует всего несколько десятков прямых измерений массы сверхмассивных черных дыр, и никогда ранее не предпринимались попытки измерить их массу на таком расстоянии, — говорит Йенс Томас (Jens Thomas), один из авторов исследования. — Но у нас уже было некоторое представление о размере этой черной дыры, поэтому мы попробовали".

Скопление галактик Abell 85, состоящее из более чем 500 отдельных галактик, находится на расстоянии 700 миллионов световых лет от Земли, что вдвое больше, чем расстояние, на котором раньше измерялись массы черных дыр.

По общепринятому мнению, такие массивные эллиптические галактики, как Holm 15A, образуются при слиянии двух и более мелких галактик. В результате гравитационных взаимодействий между ними из центра новой галактики звезды выбрасываются на радиальные орбиты и в ее ядре возникает черная дыра.

"Компьютерные модели последнего поколения дали нам прогноз процессов слияния галактик, который действительно хорошо соответствует наблюдаемой картине, — отмечает Йенс Томас. — Главным элементом моделирования были две эллиптические галактики, которые уже имеют обедненные ядра".

Главный вывод, который делают авторы: с каждым новым слиянием черная дыра набирает массу, а центр галактики теряет звезды.