Наименьшая из известных галактик таит в себе гигантскую чёрную дыру

Материя, попадающая в чёрные дыры, становится настолько горячей, что испускает рентгеновское излучение

Материя, попадающая в чёрные дыры, становится настолько горячей, что испускает рентгеновское излучение
(иллюстрация V. Beckmann/ESA/NASA/SPL).

Изображение, полученное телескопом "Хаббл", показывает гигантскую галактику M60 (в центре) и сверхкомпактную карликовую галактику M60-UCD1 справа под ней

Изображение, полученное телескопом "Хаббл", показывает гигантскую галактику M60 (в центре) и сверхкомпактную карликовую галактику M60-UCD1 справа под ней
(фото NASA/Space Telescope Science Institute/European Space Agency).

Массивная чёрная дыра оказалась не под стать карликовой галактике

Массивная чёрная дыра оказалась не под стать карликовой галактике
(фото NASA, ESA, D. Coe, G. Bacon (STScI).

Телескоп обсерватории Джемини на Гавайях направил лазерный луч в ночное небо, чтобы создать искусственную звезду, которую астрономы используют для калибровки изображения

Телескоп обсерватории Джемини на Гавайях направил лазерный луч в ночное небо, чтобы создать искусственную звезду, которую астрономы используют для калибровки изображения
(фото Gemini Observatory/Association of Universities for Research in Astronomy).

Материя, попадающая в чёрные дыры, становится настолько горячей, что испускает рентгеновское излучение
Изображение, полученное телескопом "Хаббл", показывает гигантскую галактику M60 (в центре) и сверхкомпактную карликовую галактику M60-UCD1 справа под ней
Массивная чёрная дыра оказалась не под стать карликовой галактике
Телескоп обсерватории Джемини на Гавайях направил лазерный луч в ночное небо, чтобы создать искусственную звезду, которую астрономы используют для калибровки изображения

В центре больших галактик лежат большие чёрные дыры – регионы настолько плотного вещества, что даже свет не может избежать их гравитационного захвата. У маленьких галактик – свои маленькие чёрные дыры. По крайней мере, так считали учёные до недавних пор.

Их представления изменила ультра-компактная карликовая галактика M60-UCD1, расположенная примерно в 55 миллионах световых лет от Земли в скоплении Девы. Несмотря на свои миниатюрные размеры, галактика, кажется, таит в себе сверхмассивную чёрную дыру, в 21 миллион раз превышающую по массе наше Солнце и в пять раз больше чёрной дыры в центре Млечного Пути.

Крошечная галактика расположена вблизи массивной эллиптической галактики NGC 4649, которую также называют M60.

Материя, попадающая в чёрные дыры, становится настолько горячей, что испускает рентгеновское излучение
(иллюстрация V. Beckmann/ESA/NASA/SPL).

Плотность звёзд в M60-UCD1 просто фантастическая. Галактика тянет на 200 миллионов масс Солнца, при этом примерно 50% всей её массы сосредоточено в пределах 80 световых лет от её центра.

По предположениям исследовательской группы, работавшей под руководством Анила Сета (Anil Seth), под действием сверхмассивной чёрной дыры в центральных регионах M60-UCD1 звёзды носятся со скоростью 370 тысяч километров в час – то есть значительно быстрее, чем обычно. По мнению астрономов, если бы было возможным взглянуть на небо изнутри этой галактики, то оно оказалось бы буквально усыпано звёздами: невооруженным глазом можно было бы разглядеть около одного миллиона объектов. В ночном небе Земли, в свою очередь, можно увидеть не более 4 тысяч звёзд.

Изображение, полученное телескопом "Хаббл", показывает гигантскую галактику M60 (в центре) и сверхкомпактную карликовую галактику M60-UCD1 справа под ней
(фото NASA/Space Telescope Science Institute/European Space Agency).

Открытие может помочь решить давнюю тайну ультракомпактных галактик – плотных сферических скоплений звёзд. Учёные подозревают, что эти галактики являются центрами объекта, бывшего некогда гораздо большей галактикой, но позже потерявшего свою "свиту". Так, в результате столкновения с другой галактикой (M60) M60-UCD1 могла быть разорвана на части. После этого остались лишь плотный центр кластера и его сверхмассивная чёрная дыра.

"Ультракомпактных карликовых галактик не так уж и мало, и учёные спорят о природе этих объектов в течении достаточно долгого времени, – рассказывает Эми Райнс (Amy Reines), астроном из Мичиганского университета. – Являются ли они просто очень, очень массивными звёздными скоплениями или же это очищенные ядра галактик? Кажется, M60-UCD1 – это первый очевидный случай оставшегося ядра галактики".

Массивная чёрная дыра оказалась не под стать карликовой галактике
(фото NASA, ESA, D. Coe, G. Bacon (STScI).

Открытие также означает, что местная вселенная может просто кишеть множеством сверхмассивных чёрных дыр, которых куда больше, чем предполагалось ранее.

M60-UCD1 была обнаружена учёными по необычному рентгеновскому излучению. Астрономы использовали телескоп Обсерватории Джемини (Gemini Observatory), а также изображения с космического телескопа NASA Hubble для измерения движения звёзд в пределах галактики.

Результаты указали на чёрную дыру, масса которой составляет 15% массы галактики – обычно чёрная дыра составляет лишь около 0,5% массы изучаемой галактики. Для сравнения: дыра, которая находится в самом центре Млечного Пути, по массе превышает массу Солнца в 4 миллиона раз, но от массы всей нашей галактики составляет всего 0,01%.

Телескоп обсерватории Джемини на Гавайях направил лазерный луч в ночное небо, чтобы создать искусственную звезду, которую астрономы используют для калибровки изображения
(фото Gemini Observatory/Association of Universities for Research in Astronomy).

Чтобы определить массу чёрной дыры, исследователи измерили скорость звёзд в центре галактики с помощью инфракрасного спектрометра восьмиметрового телескопа Gemini North, расположенного на вершине Мауна-Кеа. Высокая скорость звёзд лучше всего объясняется массивной чёрной дырой.

Сейчас исследовательская группа начинает изучение ещё нескольких относительно близких ультракомпактных карликовых галактик, которые также могут таить в себе чёрные дыры.

Подробности работы были опубликованы в статье журнала Nature.

Также по теме:
Астрономы обнаружили редкую чёрную дыру 
Разгадана одна из тайн, окружающих эволюцию галактик 
Трио сверхмассивных чёрных дыр поможет в поиске гравитационных волн 
Две чёрные дыры разорвали звезду своими полями  
Чёрная дыра растянула галактику в жемчужную нитку
Чёрная дыра в соседней галактике нарушает энергетический предел
Физик-теоретик утверждает, что человечество живёт в черной дыре