Сверхмассивные чёрные дыры обычно являются стационарными объектами, то есть они всегда располагаются в центрах большинства галактик. Однако используя данные от рентгеновской обсерватории «Чандра» и других телескопов, астрономы недавно обнаружили явление, которое можно назвать сверхмассивной дырой в движении.
Эта возможная чёрная дыра, которая изменяет поведению всех своих «родственников», содержит в себе массу, равную 160 миллионам солнечных, а расположена она в эллиптической галактике на расстоянии приблизительно 3.9 миллиарда световых лет от Земли. Астрономы активно исследуют такие движущиеся сверхмассивные чёрные дыры, поскольку они могут больше рассказать о свойствах этих загадочных объектов.
Эта чёрная дыра, возможно, «отскочила», если можно пользоваться такой терминологией, когда две меньших сверхмассивных дыры столкнулись и слились, чтобы сформировать одну большую. Одновременно с этим, это слияние сгенерировало бы гравитационные волны, которые распространялись сильнее в одном направлении и слабее в другом. Эта новая чёрная дыра могла получить от гравитационных волн удар в противоположном направлении от более сильных волн, в результате чего она будет выброшенной из центра галактики. Именно это и показано на иллюстрации художника.
Сила выброса зависит от значения и направления вращения двух меньших чёрных дыр, прежде, чем они сольются. Поэтому информацию об этих важных, но неуловимых свойствах, может быть получена, исследовав скорость отскочившей чёрной дыры. Такой объект астрономам удалось найти благодаря отсеиванию тысяч галактик, исследованных в рентгеновском и оптическом диапазоне. В первую очередь использовались данные «Чандры» для выбора галактик, которые содержат яркий рентгеновский источник и исследовались в рамках Слоановского Цифрового Обзора Неба SDSS. Яркое рентгеновское излучение является общей характерной чертой для всех сверхмассивных чёрных дыр, которые быстро растут. Затем исследователи надеялись выяснить, будут ли на оптических данных от «Хаббла» у этих ярких рентгеновских галактик присутствовать два пика около их центра. они могут показать, что здесь присутствует пара сверхмассивных чёрных или что отскочившая дыра переместилась от группы звёзд в центре галактики.
Если наблюдения соответствуют этим критериям, то далее астрономы занимаются исследованиями спектров SDSS, которые показывают то, как количество света меняется в зависимости от длины волны. Если исследователи сочтут, что контрольные подписи в спектрах являются показателями присутствия сверхмассивной чёрной дыры, то эти галактики будут исследованы ещё пристальнее.
Именно после таких манипуляций и был обнаружен хороший кандидат в такие беглые чёрные дыры. На левом изображении во вставке данных от Хаббла показаны две яркие точки около середины галактики. Одна из них расположена в центре, а другая на расстоянии приблизительно 3000 световых лет от него. Второй источник обладает свойствами растущей сверхмассивной чёрной дыры, а его положение точно соответствует положению яркого рентгеновского источника, обнаруженного «Чандрой» (правое изображение). Используя данные от SDSS и телескопа Кек на Гавайях учёные решили, что растущая чёрная дыра расположена рядом, но всё же не совсем в центре галактики. Да к тому же она обладает различными скоростями с центром. Эти свойства означают, что этот источник можно квалифицировать в качестве выброшенной сверхмассивной чёрной дыры.
Галактика, в которой она расположилась, также демонстрирует некоторые доказательства флуктуаций на её внешних регионах, которые являются индикацией того, что слияние между двумя галактиками произошло в относительно недалёком прошлом. Так как слияние сверхмассивных чёрных дыр происходит, когда их галактики сталкиваются, эта информация также поддерживает идею о выброшенной чёрной дыре. Кроме того, показатель образования новых звёзд является очень высоким — несколько сотен солнечных масс в год. Это коррелирует с компьютерными моделями, которые предсказывают, что темп рождения новых звёзд может усиливаться в сливающихся галактиках, особенно тех, которые содержат выброшенные чёрные дыры.
У такого явления могло быть и другое объяснение, которые состоит в том, что две сверхмассивные чёрные дыры расположены в центре галактики. Но почему тогда одна совершенно не проявляется себя в виде активного излучения? Это может быть связано с тем, что она растёт слишком медленно. Пока учёные склонны верить в блуждающую чёрную дыру, но им необходимо больше данных, чтобы подтвердить свои предположения.
Статья, описывающая эти результаты, была принята для публикации в Astrophysical Journal.
