V-kosmose.com

Сверхмассивная черная дыра в ультракомпактной карликовой галактике

Сверхмассивная черная дыра в ультракомпактной карликовой галактике

Ученые сумели выявить сверхмассивную черную дыру в центре карликовой галактики в созвездии Печь. UCD3 – часть скопления Печи и относится к редкому и необычному галактическому классу – ультракомпактные карлики. Масса таких галактик обычно достигает несколько десятков миллионов солнечных при радиусе не больше 300 световых лет. Из-за соотношения массы и размера UCD считаются самыми плотными звездными системами во Вселенной.

Масса сверхмассивной черной дыры в UCD3 составляет 3.5 млн. солнечных, что напоминает чудовище в центре Млечного Пути. В исследовании использовали данные от ИК-интегрального спектрографа SINFONI, установленного на одном из 8.2-метровых аппаратов Очень Большого Телескопа (Чили). Анализ наблюдаемых спектров продемонстрировал зависимость между дисперсией звездных скоростей и радиусом галактики. Дисперсия скорости определяет среднее изменение между скоростью звездной прямой видимости и средней скорости всей звездной популяции. При наличии массивного тела, вроде черной дыры, гравитация начинает влиять на звезды и ускоряет их в различных направлениях. В итоге, средняя скорость не растет, но дисперсия серьезно меняется. В конкретной галактике центральная дисперсия скорости настолько огромна, что ее можно объяснить лишь наличием массивной черной дыры.

Оптическое изображение гигантской эллиптической галактики NGC 1399 и ее спутника UCD3. Слева: изображение UCD3 в фильтре F606W, полученное телескопом Хаббл. Справа: ИК-снимок UCD3, добытый спектрографом SINFONI

Оптическое изображение гигантской эллиптической галактики NGC 1399 и ее спутника UCD3. Слева: изображение UCD3 в фильтре F606W, полученное телескопом Хаббл. Справа: ИК-снимок UCD3, добытый спектрографом SINFONI

После этого исследователи сравнили зависимость скорости и дисперсии от динамических моделей, основанных на предположении о массе черной дыры. Оказалось, что модель с массой в 3.5 млн. солнечных лучше всего подходит наблюдениям. Также рассмотрели возможность отсутствия черной дыры, но гипотезу исключили со статистической значимостью в 99.7%.

Это четвертая найденная дыра примера UCD и соответствует 4% от общей галактической массы. Наличие массивных черных дыр в таких объектах выступает важным аргументом в пользу приливного происхождения галактик. То есть, галактика среднего размера прошла сквозь более массивную и крупную на определенном эволюционном этапе, что привело к потере большей части звезд из-за влияния приливных сил. Оставшееся компактное ядро становится ультракомпактной галактикой. Но для подтверждения гипотезы потребуется отыскать больше сверхмассивных дыр в UCD.