Хаббл увидел "убегающую" черную дыру с длинным звездным хвостом⁠⁠

В свободном полете был обнаружен огромный монстр, несущийся через межгалактическое пространство с такой скоростью, что, будь он в нашей Солнечной системе, он мог бы долететь от Земли до Луны за 14 минут. Эта сверхмассивная черная дыра, масса которой достигает 20 миллионов Солнц, оставила за собой невиданный ранее "инверсионный след" из новорожденных звезд длиной 200 000 световых лет, что в два раза превышает диаметр нашей галактики Млечный Путь. Вероятно, это результат редкой, причудливой игры в галактический бильярд между тремя массивными черными дырами.

Вместо того, чтобы поглощать звезды перед собой, подобно космическому Пакману, быстрая черная дыра распахивает газ перед собой, чтобы вызвать образование новых звезд вдоль узкого коридора. Черная дыра движется слишком быстро, чтобы тратить время на перекус. Ничего подобного раньше никогда не видели, но это было случайно зафиксировано космическим телескопом НАСА "Хаббл".

"Мы думаем, что видим след за черной дырой, где газ охлаждается и способен образовывать звезды. Итак, мы наблюдаем за звездообразованием, которое тянется за черной дырой ", - сказал Питер ван Доккум из Йельского университета в Нью-Хейвене, штат Коннектикут. "То, что мы видим, - это последствия. Подобно кильватерному следу за кораблем, мы видим кильватерный след за черной дырой ". На этом следе должно быть много новых звезд, учитывая, что он почти вдвое ярче галактики-хозяина, с которой он связан.

Черная дыра находится на одном конце столба, который тянется назад к ее родительской галактике. На самом внешнем конце столба есть удивительно яркий сгусток ионизированного кислорода. Исследователи полагают, что газ, вероятно, подвергается ударам и нагревается от движения черной дыры, сталкивающейся с газом, или это может быть излучение от аккреционного диска вокруг черной дыры. "Газ перед ней испытывает шок из-за этого сверхзвукового удара черной дыры, движущейся сквозь газ с очень высокой скоростью. Как именно это работает, на самом деле неизвестно ", - сказал ван Доккум.

"Это чистая случайность, что мы наткнулись на нее", - добавил ван Доккум. Он искал шаровые звездные скопления в соседней карликовой галактике. "Я просто просматривал изображение Хаббла, а затем заметил, что у нас есть небольшая полоса. Я сразу подумал: "О, космический луч, попавший в детектор камеры и вызвавший искажение линейного изображения". Когда мы устранили космические лучи, мы поняли, что они все еще там. Это не было похоже ни на что, что мы видели раньше ".

Поскольку это было так странно, ван Доккум и его команда провели последующую спектроскопию с помощью обсерватории им. В. М. Кека на Гавайях. Он описывает звездный след как "совершенно удивительный, очень, очень яркий и очень необычный". Это привело к выводу, что он смотрел на последствия черной дыры, пролетающей через газовый ореол, окружающий галактику-хозяина.

Этот межгалактический взлет, вероятно, является результатом множественных столкновений сверхмассивных черных дыр. Астрономы подозревают, что первые две галактики слились, возможно, 50 миллионов лет назад. Это объединило две сверхмассивные черные дыры в их центрах. Они вращались друг вокруг друга как двойная черная дыра.

Затем появилась другая галактика со своей собственной сверхмассивной черной дырой. Это соответствует старой идиоме: "двое - компания, а трое - толпа". Смешение трех черных дыр привело к хаотичной и нестабильной конфигурации. Одна из черных дыр забрала импульс у двух других черных дыр и была выброшена из галактики-хозяина. Исходная двойная система, возможно, осталась нетронутой, или новая черная дыра-нарушитель, возможно, заменила одну из двух, которые были в исходной двойной системе, и выгнала предыдущего компаньона.

Когда одиночная черная дыра вылетела в одном направлении, двойные черные дыры вылетели в противоположном направлении. На противоположной стороне галактики-хозяина видна особенность, которая может быть убегающей двойной черной дырой. Косвенным доказательством этого является то, что в ядре галактики не осталось никаких признаков активной черной дыры. Следующий шаг - провести последующие наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА и Рентгеновской обсерватории Чандра, чтобы подтвердить объяснение черной дыры.

Готовящийся к запуску космический телескоп НАСА "Нэнси Грейс Роман" будет иметь широкоугольный обзор Вселенной с превосходным разрешением Хаббла. В качестве обзорного телескопа римские наблюдения могут обнаружить больше таких редких и невероятных "звездных полос" в других местах Вселенной. По словам ван Доккума, для этого может потребоваться машинное обучение с использованием алгоритмов, которые очень хороши в поиске специфических странных форм в море других астрономических данных.

Исследовательский документ будет опубликован 6 апреля в The Astrophysical Journal Letters.

Источник