Откриха черна дупка с маса 36 милиарда слънца в „Космическата подкова“

Може да се окаже най-голямата във Вселената, смятат астрономи

Учени откриха най-голямата черна дупка във Вселената досега, която притежава маса, еквивалентна на тази на 36 милиарда слънца. Този свръхмасивен космически обект се намира на пет милиарда светлинни години от Земята в центъра на гигантската галактика Космическа подкова, наречена така заради поразителния си пръстен от светлина с форма на подкова.  

Размерът на новооткритата чудовищна черна дупка е близо до теоретичната горна граница на това, което е възможно във Вселената. Гигантът е 10 000 пъти по-тежък от черната дупка в центъра на нашата собствена галактика Млечен път, която съдържа маса на 4,15 милиона слънца. 

“Тя е сред 10-те най-масивни черни дупки, откривани някога, и е много вероятно да е най-масивната изобщо”, смята Томас Колет, автор на изследването и професор в Университета в Портсмут в Англия. Откритието е подробно описано в статия, публикувана в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

“Повечето от другите измервания на масата на черните дупки са индиректни и са в голяма степен приблизителни, така че наистина не знаем със сигурност коя е най-голямата. Въпреки това имаме много по-голяма сигурност относно масата на тази черна дупка благодарение на нашия нов метод”, казва Колет.

Според специализираните издания Космическата подкова всъщност е система от 2 галактики. Едната е по-далеч от Земята, докато другата е на въображаемата линия между по-далечната галактика и нас.

Тази по-близка галактика е толкова масивна, че гравитационно пречупва като леща по-далечната галактика. Ефектът води до пръстен на Айнщайн – гравитацията на по-близката галактика

изкривява пространство-времето,

огъвайки светлината от по-далечната галактика толкова много, че тя изглежда като почти пълен пръстен или подкова. Явлението е наречено гравитационно лещиране.

За да определят по-точно масата на черната дупка, Колет и екипът му измерили колко бързо се въртят звездите около нея (звездна кинематика), тъй като скоростта им зависи от тази маса. Изследователите определили и колко светлина се пречупва от гравитацията на черната дупка, т.е. добавили ефекта на гравитационното лещиране.

“Комбинирайки тези два ефекта, успяхме да направим измерването с много висока степен на увереност”, посочва Колет.

Интересното е, че тази потенциално най-голяма черна дупка, откривана някога, е спяща, което означава, че

не поглъща активно газ или прах и не излъчва

яркото, високоенергийно лъчение, наблюдавано в активните галактически ядра или квазари. Тя вече е спряла да расте и е в латентно състояние. “Нещо е накарало тази черна дупка просто да расте и да расте и след това да спре”, озадачен е британският астроном.

Откритието се основава изцяло на гравитационни ефекти, което го прави рядък случай, при който астрономите биха могли точно да измерят тиха ултрамасивна черна дупка на милиарди светлинни години разстояние. Това показва, че дори неактивни галактически ядра могат да бъдат открити и претеглени, ако се използват правилните инструменти и методи.

Учените са на мнение, че всяка галактика във Вселената има свръхмасивна черна дупка в центъра си и че по-големите галактики съдържат още по-големи, известни като ултрамасивни черни дупки (които са с маси над 5 млрд. пъти от тази на Слънцето). Съвременните теории предполагат, че свръхмасивните черни дупки еволюират от първоначални “семена”, образувани или чрез колапса на първите звезди, или чрез директен колапс на газови облаци. Тези теории обаче досега не са получили съществена подкрепа чрез наблюдения.

“Смятаме, че размерът и на двете (на галактиките и на централните им черни дупки) е тясно свързан, защото, когато галактиките растат, те могат да насочат материята надолу към централната черна дупка - обяснява Колет. - Част от тази материя увеличава черната дупка, но голяма част от нея свети в невероятно ярък източник, наречен квазар. Тези квазари изхвърлят огромни количества енергия в галактиките си гостоприемници, което спира кондензацията на газови облаци в нови звезди.”

Космическата подкова не е обикновена галактика. Тя е “група от вкаменелости” –

крайното състояние на най-масивните плътни структури във Вселената. Те се появяват, когато множество по-малки, гравитационно свързани галактики, се кондензират в една. “Вероятно е всички свръхмасивни черни дупки, които първоначално са били в галактиките спътници, да са се слели, за да образуват ултрамасивната черна дупка, която сме открили - допълва Томас Колет. - Така че виждаме крайния етап на формиране на галактики и крайния етап на формиране на черни дупки.”

Сегашното откритие е било щастлива случайност. Първоначално изследователите са изучавали Космическата подкова, за да картографират разпределението на тъмната материя в нея. Докато анализирали данните, те осъзнали, че комбинираният им метод на гравитационно лещиране и звездна динамика може да разкрие и спящи черни дупки в далечни галактики.

Това отваря вратата към нова ера в изследването на черните дупки. Учените сега планират да използват космическия телескоп “Евклид” на Европейската космическа агенция, за да търсят още примери, които биха могли да променят разбирането ни за това как черните дупки влияят на еволюцията на галактиките и образуването на звезди.

През ноември миналата година друг екип от учени откри свръхмасивна черна дупка, която поглъща материя с феноменална скорост –  повече от 40 пъти над теоретичния лимит, наречен граница на Едингтън.

Наречена LID-568, черната дупка беше открита с помощта на данни от космическия телескоп “Джеймс Уеб” (JWST) и рентгеновата обсерватория “Чандра”. Гладът на черната дупка да поглъща материя оспори съществуващите модели, като предположи, че тези тела са способни да надхвърлят лимитите на Едингтън.

Някои запалени ентусиасти на черните дупки са убедени, че вече е открита друга черна дупка, която е повече от два пъти по-голяма от новозасечения гигант с маса колкото 36 млрд. пъти тази на Слънцето. Според тях TON 618 е 66 милиарда пъти по-масивна от Слънцето. Проблемът е, че се намира на около 18,2 милиарда светлинни години разстояние от Земята и определянето на точния й размер е много трудна задача.