Виявлено, що надмасивна чорна діра в 33 мільярди разів більша за Сонце

Викривлення світла, коли його шлях обертається навколо гігантської невидимої маси, виявило наявність однієї з найбільших чорних дір, які коли-небудь виявляли у Всесвіті. У галактиці в центрі масивного скупчення під назвою Abell 1201, приблизно за 2,7 мільярда світлових років від нас, ховається космічний колос. Не задовольняючись тим, що він надмасивний, монстр є надмасивною чорною дірою, маса якої приблизно в 32,7 мільярда разів перевищує масу Сонця. Нова цифра перевищує попередні оцінки принаймні на 7 мільярдів сонячних мас, демонструючи силу вигнутого світла для точного вимірювання мас.

«Ця конкретна чорна діра, яка приблизно в 30 мільярдів разів перевищує масу нашого Сонця, є однією з найбільших з усіх, які коли-небудь виявляли, і знаходиться на верхній межі того, наскільки теоретично можуть стати чорні діри, тому це надзвичайно захоплююче відкриття», пояснює фізик Джеймс Найтінгейл з Даремського університету у Великобританії.

У Всесвіті є багато чорних дір, але якщо вони не активно накопичують матеріал – процес, який виробляє велику кількість світла, коли матеріал нагрівається перед тим, як впасти в чорну діру – їх нелегко розпізнати. пляма. Самі чорні діри не випромінюють світла, яке ми можемо виявити, тому ми повинні знайти їх, шукаючи вплив, який вони справляють на речі навколо них.

Один зі способів виявлення цих чорних дір — пошук ефекту, який називається гравітаційним лінзуванням. Це відбувається, коли сам простір-час спотворюється масою; Уявіть простір-час як гумовий лист, а масу як важку вагу на ньому. Будь-яке світло, що рухається через цю область простору-часу, має рухатися вигнутим шляхом, і це може виглядати дуже цікаво для спостерігача, який спостерігає здалеку.

Світло деформується, розтягується та часто стає збільшеним, що означає, що ми отримуємо спотворені зображення об’єктів на задньому плані, наприклад далеких галактик. Ця лінзова маса може бути невеликою, як чорна діра зіркової маси, і в цьому випадку це явище називається мікролінзуванням; або великий, як скупчення галактик. Астрономи можуть вивчати це спотворене світло, щоб дослідити властивості лінзової маси.

Центральна галактика, або найяскравіша галактика скупчення (BCG) Abell 1201, є великою дифузною еліптичною галактикою, добре відомою як сильна гравітаційна лінза. Галактика, розташована далеко за межами BCG, з’являється поруч із нею у вигляді витягнутої плями, схожої на брову, яка щільно охоплює її околиці. Цей мазок був виявлений у 2003 році; у 2017 році астрономи знайшли друге, більш тьмяна пляма, навіть ближче до центру Галактики.

Астрономи припустили, що це означає наявність дуже великої чорної діри в центрі BCG, але доступні дані були недостатньо детальними, щоб визначити центральну масу або розкрити більше про те, що там було. Найтінгейл і його колеги не тільки мали доступ до останніх спостережень, але й розробили інструменти, щоб зрозуміти їх. Вони провели сотні тисяч симуляцій руху світла у Всесвіті, змінюючи масу чорної діри в центрі галактики, шукаючи результати, які повторюють лінзи, які ми спостерігаємо за допомогою Abell 1021 BCG.

Усі їхні моделі, крім однієї, віддали перевагу масивній чорній дірі в центрі галактики; і найкраще підходить для маси цієї чорної діри була 32,7 мільярда мас Сонця. Це значно підштовхує його до надмасивної території, чорних дір, масивніших за 10 мільярдів Сонць, і близьких до теоретичної верхньої межі мас чорних дір у 50 мільярдів Сонць. Ця маса також ставить чорну діру Abell 1021 BCG у ТОП-10 найбільш масивних чорних дір, які ми виявили на сьогодні. Діаметр горизонту подій охоплюватиме понад 1290 астрономічних одиниць. Для контексту відстань Плутона від Сонця становить лише 40 астрономічних одиниць. Думати про це карколомно.

Властивості Abell 1201 як гравітаційної лінзи досить особливі, і цілком можливо, що детальне вимірювання маси чорної діри в BCG було б не настільки досяжним за інших обставин, але команда Соловей впевнена, що їхні методи є перспективними. для виявлення та зважування інших чорних дір у далекому Всесвіті.

«Гравітаційне лінзування дає змогу вивчати неактивні чорні діри, що зараз неможливо у далеких галактиках», — каже Найтінгейл.

«Цей підхід може дозволити нам виявити багато інших чорних дір за межами нашого локального Всесвіту та виявити, як ці екзотичні об’єкти еволюціонували далі в космічний час».