Блукаюча чорна діра посприяла зореутворенню на своєму шляху

Команда астрономів виявила кандидата у блукаючу надмасивну чорну діру за її взаємодією з міжгалактичним середовищем. На зображеннях карликової галактики RCP 28, які зробив телескоп «Габбл», вчені помітили слід ударної взаємодії з газом, у шлейфі якого знаходяться компактні вузли зореутворення. На їхню думку, його лишає надмасивна чорна діра, яку викинуло з галактики. Дослідження прийняте до публікації у The Astrophysical Journal Letters та доступне як препринт на arXiv.

Знімки камери ACS телескопа «Габбл», що виявляють структуру, яка може бути слідом впливу чорної діри. Pieter van Dokkum et al. / arXiv, 2023

Знімки камери ACS телескопа «Габбл», що виявляють структуру, яка може бути слідом впливу чорної діри. Pieter van Dokkum et al. / arXiv, 2023

Як блукають чорні діри?

Іноді чорні діри здатні покинути свої батьківські галактики, наприклад, через подію галактичного злиття або через спалах наднової поруч, що викине об'єкт у міжгалактичний простір. Втім, такі чорні діри виявляти надзвичайно складно, оскільки акреція матеріалу з міжгалактичного середовища не створюватиме помітного телескопам випромінювання, а відсутність інших астрономічних об'єктів навколо не може видати чорну діру за гравітаційною взаємодією з нею. Втім, вважається, що під час руху міжгалактичним простором, надмасивна чорна діра здатна створювати ударні хвилі в іонізованому водні навколо. Внаслідок цього в ударному шлейфі за чорною дірою потенційно можуть утворюватися гіперкомпактні зоряні системи.

У своїй роботі завдяки наземній обсерваторії Кека та архівним зображенням космічного телескопа «Габбл» астрономи повідомили про відкриття двох кандидатів у такі гіперкомпактні зоряні системи, що можуть бути пов'язані з активністю блукаючої чорної діри.

Зображення спектрометра LRIS обсерваторії Кека, які показали, що галактика і виявлена на знімках «Габбла» структура знаходяться на однаковій відстані від нас. Pieter van Dokkum et al. / arXiv, 2023

Зображення спектрометра LRIS обсерваторії Кека, які показали, що галактика і виявлена на знімках «Габбла» структура знаходяться на однаковій відстані від нас. Pieter van Dokkum et al. / arXiv, 2023

Що побачили астрономи?

Вчені аналізували зображення карликової галактики неправильної морфології з активним зореутворенням RCP 28, світло від якої прямувало до нас 7,5 мільярда років. На відстані 62 кілопарсеків від її центру «Габбл» зафіксував дві лінійні особливості випромінювання, подібні на джети від випромінювання квазарів. Однак, на відміну від квазарів, виявлені елементи не виявляють характерного випромінювання в радіо- та рентгенівському діапазонах, як свідчить аналіз даних дослідження цього регіону телескопами VLA і «Чандра». Натомість астрономи ідентифікували дві області, які можуть бути зоряними системами, утворними чорною дірою.

Схематичне зображення можливої еволюції галактики, де на рисунках 1-5 зображені можливі сценарії викидання чорної діри з галактики. На 6 зображенні астрономи змоделювали можливий ударний вплив чорної діри на газ навколо себе. Pieter van Dokkum et al. / arXiv, 2023

Схематичне зображення можливої еволюції галактики, де на рисунках 1-5 зображені можливі сценарії викидання чорної діри з галактики. На 6 зображенні астрономи змоделювали можливий ударний вплив чорної діри на газ навколо себе. Pieter van Dokkum et al. / arXiv, 2023

Як чорна діра може народжувати зорі?

Як вважають астрономи, чорна діра масою у 2×10⁷ мас Сонця проходить міжгалактичним середовищем та створює ударну хвилю, яка призводить до стискання та активує зореутворення. Крім того, на думку вчених, блукаюча чорна діра поблизу досліджуваної галактики може пояснити і її особливості. Зокрема відсутність видимого активного ядра галактики, яке може свідчити про втрату чорної діри.

Раніше астрономи вже підозрювали чорні діри у сприянні зореутворенню. Чорна діра карликової галактики Henize 2–10 провокує у ній появу зірок, збурюючи у ній газ. Більше про ці загадкові об'єкти можна дізнатися у наших картках «Що таке чорна діра?».