Астрономы получили самое точное на сегодня подтверждение существования сверхмассивной черной дыры, убегающей из своей галактики. Она находится в спиральной галактике J0437+2456, движется внутри нее со скоростью 4810 километров в секунду и может быть связана со слиянием двух галактик в одну. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.
Считается, что в центрах подавляющего большинства галактик находятся сверхмассивные черные дыры, которые, при слиянии пары галактик, способны образовать двойную систему. В дальнейшем черные дыры могут слиться в одну, при этом теории предсказывают, что новорожденная черная дыра может приобрести скорость, достаточную для покидания галактики. Однако до сих пор у ученых нет данных прямых измерений пекулярного движения сверхмассивных черных дыр, которые подтвердили бы факт их убегания из галактики-хозяина. В середине 2018 года была предложена новая методика наблюдений для решения этой проблемы, связанная с использованием водных мегамазеров, находящихся в аккреционных дисках вокруг сверхмассивных чёрных дыр для точного измерения их лучевой скорости.
Группа астрономов во главе с Домиником Песке (Dominic Pesce) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики опубликовала анализ данных наблюдений за спиральной галактикой J0437+2456 (или SDSS J043703.67+245606.8), расположенной на расстоянии 230 миллионов световых лет от Солнца. В ее центре находится черная дыра с массой около трех миллионов масс Солнца. Наблюдения велись в 2018-2019 годах при помощи радиотелескопа Аресибо и инфракрасного спектрометра NIFS (Gemini North Near-Infrared Integral Field Spectromete), установленного на восьмиметровом телескопе «Джемини-Север». J0437+2456 заинтересовала ученых еще в 2018 году, когда в ходе наблюдений за мазерами в десяти галактиках при помощи РСДБ-метода, показала статистически значимое различие между лучевой скоростью сверхмассивной черной дыры и галактики-хозяина. В новой работе исследователи решили уточнить, действительно ли имеют дело с быстро движущейся черной дырой.
Проведенные наблюдения подтвердили различия между скоростью галактики и скоростью черной дыры, которая движется внутри нее со скоростью 4810 километров в секунду. Кроме того ученые выявили необычные особенности движения звезд и газа в галактике, которые указывают на то, что J0437+2456 в недавнем прошлом взаимодействовала с другой галактикой. Таким образом, у астрономов есть три теории, объясняющее движение черной дыры. Первая заключается в том, что она может быть родом из другой галактики, которая в настоящее время сливается с J0437+2456. Вторая идея предполагает, что перед нами черная дыра, образованная путем слияния двух черных дыр. Наконец, третья теория говорит о том, что наблюдаемая сверхмассивная черная дыра является первым компонентом двойной системы, а еще одну черную дыру мы не наблюдаем. К сожалению на текущий момент данных наблюдений недостаточно, чтобы подтвердить или опровергнуть каждую из этих идей, поэтому астрономы хотят продолжить исследования J0437+2456 при помощи других телескопов.