Ученые измерили массу черной дыры с беспрецедентной точностью

Международная команда ученых измерила массу сверхмассивной черной дыры с беспрецедентной точностью. Их новаторские наблюдения, сделанные с революционным массивом телескопов ALMA в Чили, были опубликованы 5 мая 2016 года в журнале Astrophysical Journal Letters.

Изучаемая сверхмассивная черная дыра находится в центре галактики NGC 1332 и в 660 миллионов раз массивнее, чем наше Солнце. За счет сверхмощной гравитации облако газа вращается вокруг нее на скорости около 1,7 миллионов километров в час. Хозяйка черной дыры, галактика NGC 1332, расположена на расстоянии 73 миллионов световых лет от Земли.

Самые массивные черные дыры обычно находятся в центрах галактик. Они настолько плотные, что их сила тяжести удерживает все, что подошло слишком близко к ним, даже фотоны света.  Черная дыра может образоваться в процессе того, как вещество, оставшееся от взорвавшейся звезды, конденсируется под действием силы тяжести. Сверхмассивные черные дыры в центрах массивных галактик растут при поглощении газа, звезд и других черных дыр. Тем не менее, черная дыра не действует как космический пылесос. Звезды могут приблизиться ней, но до тех пор, пока они находятся на стабильных орбитах и движутся достаточно быстро, они не будут пойманы космическим монстром.

Ученые полагают, что в каждой массивной галактике аналогичной Млечному Пути есть массивная черная дыра в ее центре. «Широкое распространение черных дыр является одним из показателей глубокого влияния, которое они оказывают на формирование галактик, в которых обитают», – говорит Эндрю Бейкер из Ратгеровского университета (США), главный автор исследования.

Комбинированное изображение галактики NGC 1332 показывает центральный диск из газа вокруг сверхмассивной черной дыры в центре. Credit: A. Barth (UC Irvine), ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); NASA/ESA Hubble;Carnegie-Irvine Galaxy Survey.

Понимание формирования и эволюции галактик является одной из главных задач современной астрофизики. Выводы ученых играю важную роль в изучении того, как образуются галактики и их центральные сверхмассивные черные дыры. Соотношение массы черной дыры с массой галактики имеет важное значение в понимании их сотворения.

Исследования показывают, что рост галактик взаимозависим с ростом их черных дыр. И если мы хотим понять, как формируются галактики, мы должны разобраться в природе сверхмассивных черных дыр. Часть понимания заключается в точном измерении их массы. Это позволяет ученым определить, быстрее или медленнее своей галактики растет черная дыра. Если измерения массы являются неточными, ученые не могут делать какие-либо окончательные выводы.

Для измерения черной дыры в центре NGC 1332, ученые наблюдали с высоким разрешением выбросы окиси углерода из гигантского диска холодного газа. Они также измерили скорость газа.

«Это была очень активная область исследований в течение последних 20 лет. Ученые пытались охарактеризовать массы черных дыр в центрах галактик. Это тот случай, когда новый инструментарий позволил нам сделать новый важный шаг вперед в плане того, что мы можем сказать, с научной точки зрения», – заключил Эндрю Бейкер.