Астрономи розрахували місцерозташування надмасивної чорної діри, але не знайшли її. Ймовірне пояснення — вона «відлетіла»

Надмасивна чорна діра з галактичного кластера Abell 2261 безслідно зникла — астрономи не змогли знайти жодних ознак одного з найбільших об’єктів цього типу. Якщо чорні діри можуть пересуватися Всесвітом, то мають принаймні залишати після себе бодай щось — але жодних речовин, які мали оточувати чорну діру, також немає.

Про це повідомляє Science Alert.

Галактичні кластери — це найбільші з відомих суперструктур нашого світу, які зазвичай представлені сотнями тисяч галактик з величезною яскравою галактикою посередині, що зветься найяскравішою галактикою скупчення (НГС).

Але центр кластера Abell 2261, що знаходиться на відстані 2,7 млрд світлових років від Землі, відрізняється від інших НГС. Ця галактика вдесятеро більша за наш Чумацький Шлях та має гігантське роздуте ядро, ширина якого дорівнює 10 тис. світлових років — це найбільше галактичне ядро, відоме людству.

За розрахунками вчених, там має знаходитися монструозних розмірів чорна діра, важча за Сонце в десятки мільярдів разів, що робить її однією з найбільших чорних дір світу. Для порівняння, надмасивна чорна діра Чумацького Шляху дорівнює масі «всього лише» 4 млн Сонць.

Проте замість випромінювання, яке за логікою мала б виділяти чорна діра, що перегріває усі матеріали довкола себе, ядро НГС кластера Abell 2261 наповнене розсіяним зоряним світлом. Ані космічна обсерваторія «Чандра», ані орбітальний телескоп «Габбл» не змогли знайти жодних ознак чорної діри в центрі цієї частини Всесвіту.

Команда астрономів з Мічиганського університету взялася прискіпливо досліджувати цей кластер з урахуванням гіпотези, що надмасивна чорна діра перемістилася деінде. Насправді це не так дивно, як може здатися — теоретично НГС можуть зростати, коли зливаються з іншими галактиками. Коли таке відбувається, надмасивні чорні діри в центрах також можуть злитися одна з одною, утворюючи чорну діру ще більших масштабів.

Завдяки гравітаційно-хвильовій астрономії ми знаємо, що об’єднання чорних дір посилає гравітаційні хвилі, що коливаються в просторі-часі. Цілком ймовірно, що в разі нерівномірного випромінювання гравітаційна віддача може відкинути об’єднану чорну діру в протилежному напрямку.

Якщо докази цього явища будуть знайдені, це стане сенсацією. По-перше, віддача від злиття чорних дір досі не виявлена — наразі це лише наукова гіпотеза. По-друге, ми також не знаємо, чи справді надмасивні чорні діри можуть зливатися.

З огляду на чисельні моделювання, злиття надмасивних чорних дір неможливе. Коли відстань між чорними дірами скорочується до одного парсека (3,2 світлового року), об’єкти залишаються на стабільній подвійній орбіті протягом мільярдів років. Це явище називається «проблемою фінального парсека».

Проте гіпотеза про злиття чорних дір має певні докази, засновані на даних про розмір ядра кластера, концентрації зірок на великій відстані від нього тощо. При цьому аналіз випромінювання з ядра кластера говорить про те, що принаймні близько 48 млн років тому в ньому мала знаходитись чорна діра.

Науковці дослідили ядро кластера та найближчі до нього зоряні скупчення і виявили, що щільність розпеченого газу ближче до ядра зменшується, і найбільша щільність не всередині, а довкола нього. При цьому немає жодного рентгенівського випромінювання, пов’язаного з активністю чорної діри.

Оскільки чорні діри не створюють власного випромінювання, зазвичай їх можна виявити лише під час «живлення» навколишніми матеріалами. З цієї точки зору в центрі кластера галактик Abell 2261 має бути чорна діра. Проте вона або нерухома, або поглинає матерію надто повільно, щоб сучасні прилади могли її засікти.

Інше пояснення феномену полягає в тому, що чорна діра перемістилася значно далі, ніж астрономи шукали. Більш чутливі прилади майбутнього зможуть дати відповідь на це захоплююче питання.

• Учені спостерігали за зіркою, а вона несподівано зникла. Астрономи висувають дві теорії, чому це сталося: або вона стала менш яскравою, або перетворилася на чорну діру.
• Учені вперше зафіксували спалах світла під час зіткнення двох чорних дір. Раніше це вважалося неможливим.
• Астрономи знайшли найближчу до Землі чорну діру — вона знаходиться за тисячу світлових років від нас. Це одна з перших знайдених дір, які не взаємодіють із навколишнім середовищем.
• Астрономи вперше отримали знімки надмасивної чорної діри. Вона схожа на пончик.
• Учені виявили в ядрі Чумацького Шляху загадковий невидимий обʼєкт, який блукає міжзоряним середовищем. Цей обʼєкт вважають чорною дірою, що за розмірами схожа на Юпітер.