Новое исследование под руководством учёных из Университета Мичигана ставит под сомнение распространённую идею о том, что почти каждая массивная галактика имеет сверхмассивную чёрную дыру в центре. Команда использовала данные рентгеновской обсерватории Chandra и анализировала сводную выборку более 1,600 галактик, собранных за более чем 20 лет миссии Chandra, финансируемой федеральным правительством; работа опубликована в The Astrophysical Journal.
Галактики в выборке варьировались по массе от более чем 10 раз массы Млечного Пути до карликовых галактик с массами меньше, чем несколько процентов нашей родной галактики. Исследование показало, что лишь около 30% карликовых галактик, вероятно, содержат сверхмассивные чёрные дыры, тогда как чёрные дыры присутствовали более чем в 90% массивных галактик, подобных Млечному Пути. Во многих массивных галактиках в центрах наблюдались яркие рентгеновские источники — ясный признак нагрева материи при падении на чёрную дыру.
Меньшие галактики — те, чья масса меньше 3 billion солнц — обычно лишены таких однозначных рентгеновских сигналов; для сравнения масса Млечного Пути составляет около 60 billion солнц. Команда рассматривала два объяснения: либо центральные чёрные дыры отсутствуют у многих маломассивных галактик, либо они существуют, но настолько слабы и малоактивны, что Chandra не может их обнаружить. Анализ показал, что оба фактора важны: слабый аккреционный сигнал имеет место, но он не полностью закрывает наблюдаемый дефицит, и поэтому отсутствие чёрных дыр у многих малых галактик также является значимой причиной.
Авторы указывают, что результаты дают подсказки о происхождении крупнейших чёрных дыр. Рассматриваются две основные гипотезы: рост из меньших чёрных дыр, образовавшихся при коллапсе массивных звёзд, или первоначальное образование уже крупных объектов при коллапсе огромных газовых облаков; данные этой работы склоняют в пользу второй идеи. Дальнейшие проверки могут дать Laser Interferometer Space Antenna — совместная миссия NASA и Европейского космического агентства, запланированная на 2035 год — хотя неопределённость в финансировании крупных миссий может повлиять на такие последующие работы.
Сложные слова
- сверхмассивный — объект с очень большой массойсверхмассивную, сверхмассивные
- выборка — набор объектов для анализа исследованиясводную выборку, выборке
- аккреционный — процесс притока материи к компактному объекту
- дефицит — недостаток или отсутствие ожидаемого количества
- коллапс — быстрое сжатие и падение веществаколлапсе
- происхождение — то, как и откуда что-то появилосьпроисхождении
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие последствия для теорий формирования галактик может иметь обнаружение дефицита чёрных дыр в малых галактиках?
- Как бюджетные ограничения на крупные миссии, упомянутые в тексте, могут повлиять на проверку гипотез о происхождении чёрных дыр?
- Какие дополнительные наблюдения или данные помогли бы отличить отсутствие чёрной дыры от её очень низкой активности в малой галактике?
