Черная дыра получила сверхгалактический пинок

Открытие, сделанное нидерландской студенткой из Университета Утрехта, может изменить представления ученых об устойчивости галактик и черных дыр в их центрах.

Сверхмассивные черные дыры массой в миллиарды масс Солнца астрономы привыкли отождествлять с центрами галактик, удерживающими звезды, межзвездный газ и остальные объекты, и не дающими им разлетаться в стороны. Дипломница Марианна Хейда решила выяснить, всегда ли эти массивные релятивистские объекты лежат в ядрах галактик.

Хейда с коллегами воспользовались данными Слоуновского цифрового обзора неба, сравнив их с объектами из каталога ренгеновских источников космической обсерватории Chandra. Среди рентгеновских источников астрономов интересовали не все. Из каталога они выбрали одни из самых ярких, так называемые ультрамощные рентгеновские источники светимостью больше 10⁴⁰ эрг/сек. Такими источниками во вселенной могут быть лишь три типа объектов – остаток от взрыва сверхновой, черная дыра промежуточной массы или результат слияния двух сверхмассивных черных дыр. Среди подходящих по светимости источников астрономы искали те, что не лежат в центрах галактик, а отстоят от них на 2−10 угловых секунд. Таким методом Хейда выделила из общего списка сверхяркий источник J122518.6+144545. Он находится в галактике, которая расположилась в полумиллиарде световых лет от Земли. Оказалось, что искомый объект лежит не в центре галактики, а находится в 3,2 килопарсека от него. А примерно в 1 градусе от выделенного объекта находится еще один, более яркий рентгеновский источник, наблюдаемый в видимом диапазоне.

Светимость и ряд других свойств первого источника указывает на то, что это сверхмассивная черная дыра. А ее яркий оптический компаньон — вероятно, аккреционный диск.

Гравитационно-волновая ракета

Оказаться на окраине родной галактики сверхмассивная черная дыра могла только при очень нетривиальных условиях. До сих пор их считали просто теоретической выдумкой.

Хотя и подсчитали несколько лет назад, как при слиянии черных дыр образующаяся дыра может получить импульс (как говорят, «кик» — удар, пинок, kick). Связан эффект с несимметричным излучением гравитационных волн. Он наблюдается, если слияние происходит в присутствии аккреционного диска. Этот эффект получил название гравитационно-волновой ракеты. А совсем недавно при помощи суперкомпьютеров удалось подсчитать, с какой скоростью должны вращаться вокруг друг друга дыры-родители, чтобы получившийся объект унесло в нужную точку. Теперь теорию можно примерить к реальности.

«Мы обнаружили куда больше, чем просто новый класс рентгеновских источников», — пояснила Хейда. Открытия слившихся, выброшенных черных дыр помогут глубже понять характеристики черных дыр перед их слиянием. В будущем астрономы намерены, в том числе при помощи космического аппарата LISA, наблюдать за столкновением черных дыр, фиксируя гравитационные волны. Работа исследователей доступна в архиве электронных препринтов. http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1004/1004.5379v1.pdf