Астрономы рассчитали местоположение сверхмассивной черной дыры, но не нашли ее. Вероятное объяснение — она «улетела»

Сверхмассивная черная дыра из галактического кластера Abell 2261 бесследно исчезла — астрономы не смогли найти никаких признаков одного из крупнейших объектов этого типа. Если черные дыры могут передвигаться по Вселенной, то должны по крайней мере оставлять за собой хоть что-то — но никаких веществ, которые должны были окружать черную дыру, также нет.

Об этом сообщает Science Alert.

Галактические кластеры — это самые крупные из известных суперструктур нашего мира, которые обычно представлены сотнями тысяч галактик с огромной яркой галактикой посередине, называемой ярчайшей галактикой скопления (ЯГС).

Но центр кластера Abell 2261, находящегося на расстоянии 2,7 млрд световых лет от Земли, отличается от других ЯГС. Эта галактика в десять раз больше нашего Млечного Пути и имеет гигантское раздутое ядро, ширина которого равна 10 тыс. световых лет — это самое крупное галактическое ядро, известное человечеству.

По расчетам ученых, там должна находиться монструозных размеров черная дыра, которая тяжелее Солнца в десятки миллиардов раз, что делает ее одной из самых больших черных дыр мира. Для сравнения, сверхмассивная черная дыра Млечного Пути равна массе «всего лишь» 4 млн Солнц.

Однако вместо излучения, которое по логике вещей должна выделять черная дыра, перегревая все материалы вокруг себя, ядро ЯГС кластера Abell 2261 наполнено рассеянным звездным светом. Ни космическая обсерватория «Чандра», ни орбитальный телескоп «Хаббл» не смогли найти никаких признаков черной дыры в центре этой части Вселенной.

Команда астрономов из Мичиганского университета взялась тщательно исследовать этот кластер на основе гипотезы, что сверхмассивная черная дыра переместилась куда-нибудь за пределы ядра центральной галактики. На самом деле это не так странно, как может показаться — теоретически ЯГС могут расти, когда сливаются с другими галактиками. Когда такое происходит, сверхмассивные черные дыры в центрах также могут слиться друг с другом, образуя черную дыру еще большего масштаба.

Благодаря гравитационно-волновой астрономии мы знаем, что объединение черных дыр посылает гравитационные волны, колеблющиеся в пространстве-времени. Вполне вероятно, что в случае неравномерного излучения гравитационная отдача может отбросить объединенную черную дыру в противоположном направлении.

Если доказательства этого явления будут найдены, это станет сенсацией. Во-первых, отдача от слияния черных дыр до сих пор не обнаружена — пока это лишь научная гипотеза. Во-вторых, мы также не знаем, действительно ли сверхмассивные черные дыры могут сливаться друг с другом.

Учитывая многочисленные моделирования, слияния сверхмассивных черных дыр невозможно. Когда расстояние между черными дырами сокращается до одного парсека (3,2 светового года), объекты остаются на стабильной двойной орбите в течение миллиардов лет. Это явление называется «проблемой финального парсека».

Однако гипотеза о слиянии черных дыр имеет определенные доказательства, основанные на данных о размере ядра кластера, концентрации звезд на большом расстоянии от него и т. д. При этом анализ излучения из ядра кластера говорит о том, что по крайней мере около 48 млн лет назад в нем должна была находиться черная дыра.

Ученые исследовали ядро кластера и ближайшие к нему звездные скопления и обнаружили, что плотность раскаленного газа ближе к ядру уменьшается, и наибольшая плотность не в середине, а вокруг него. При этом нет ни одного рентгеновского излучения, связанного с активностью черной дыры.

Поскольку черные дыры не создают собственного излучения, обычно их можно обнаружить только при «питании» окружающими материалами. С этой точки зрения в центре кластера галактик Abell 2261 должна быть черная дыра. Однако она или неподвижная, или поглощает материю слишком медленно, чтобы современные приборы могли ее засечь.

Другое объяснение феномена заключается в том, что черная дыра переместилась значительно дальше, чем астрономы искали. Более чувствительные приборы будущего смогут дать ответ на этот увлекательный вопрос.

• Ученые наблюдали за звездой, а она неожиданно исчезла. Астрономы выдвигают две теории, почему это произошло: или она стала менее яркой, или превратилась в черную дыру.
• Ученые впервые зафиксировали вспышку света во время столкновения двух черных дыр. Раньше это считалось невозможным.
• Астрономы нашли ближайшую к Земле черную дыру — она находится в тысяче световых лет от нас. Это одна из первых найденных дыр, которые не взаимодействуют с окружающей средой.
• Астрономы впервые получили снимки сверхмассивной черной дыры. Она похожа на пончик.
• Ученые обнаружили в ядре Млечного Пути загадочный невидимый объект, который блуждает по межзвездной среде. Этот объект считают черной дырой, которая по размерам похожа на Юпитер.