Астрономы использовали телескоп Хобби-Эберли Техасского университета в обсерватории Макдональд в Остине, чтобы измерить массу, возможно, самой массивной черной дыры - 17 миллиардов Солнц - в галактике NGC 1277. Необычная черная дыра составляет 14 процентов массы его галактики, а не обычные 0,1 процента. Эта и еще несколько галактик в том же исследовании могут изменить теории о том, как черные дыры и галактики формируются и развиваются.
Работа будет опубликована в журнале Nature 29 ноября.
NGC 1277 находится на расстоянии 220 миллионов световых лет в созвездии Персея. Галактика всего на десять процентов меньше по размеру и массе нашего Млечного Пути. Несмотря на крошечные размеры NGC 1277, черная дыра в ее сердце более чем в 11 раз шире орбиты Нептуна вокруг Солнца.
«Это действительно странная галактика», - сказал член команды Карл Гебхардт из Техасского университета в Остине. «Это почти полностью черная дыра. Это может быть первый объект в новом классе систем галактика-черная дыра». Кроме того, самые массивные черные дыры были обнаружены в гигантских пузырьковых галактиках, называемых «эллиптическими», а эта - в относительно небольшой линзообразной галактике (на астрономическом жаргоне - «чечевицеобразной галактике»).
Находка была сделана в ходе исследования массивных галактик телескопом Хобби-Эберли (MGS). Конечная цель исследования состоит в том, чтобы лучше понять, как черные дыры и галактики формируются и растут вместе, процесс, который еще недостаточно изучен.
«На данный момент существует три совершенно разных механизма, каждый из которых претендует на объяснение связи между массой черной дыры и свойствами родительских галактик. Мы пока не понимаем, какая из этих теорий лучше», - сказал ведущий автор Nature Ремко. ван ден Бош, который начал эту работу, будучи обладателем премии В. Постдокторская стипендия Дж. Макдональда в Техасском университете в Остине. Сейчас он работает в Астрономическом институте Макса Планка в Гейдельберге, Германия.
Проблема в отсутствии данных. Астрономам известна масса менее 100 черных дыр в галактиках. Но измерение масс черных дыр сложно и требует много времени. Поэтому команда разработала HET Massive Galaxy Survey, чтобы отсеять количество галактик, за которыми было бы интересно следить.
«Пытаясь что-либо понять, вы всегда смотрите на крайности: самое массивное и наименее массивное», - сказал Гебхардт. «Мы выбрали очень большую выборку самых массивных галактик в ближайшей вселенной, чтобы узнать больше о взаимосвязи между черными дырами и принимающими их галактиками».
Хотя это все еще продолжается, команда изучила 700 из своих 800 галактик с помощью HET. «Это исследование возможно только с HET», - сказал Гебхардт. «Телескоп работает лучше всего, когда галактики разбросаны по всему небу. Именно для этого и был разработан HET».
В текущей работе команда сосредоточилась на шести самых массивных галактиках. Они обнаружили, что один из них, NGC 1277, уже был сфотографирован космическим телескопом Хаббла. Это обеспечило измерения яркости галактики на разных расстояниях от ее центра. В сочетании с данными HET и различными моделями, запущенными с помощью суперкомпьютера, результатом стала масса черной дыры в 17 миллиардов солнц (плюс-минус 3 миллиарда).
«Масса этой черной дыры намного выше, чем ожидалось, - сказал Гебхардт, - это заставляет нас думать, что очень массивные галактики имеют другой физический процесс роста черных дыр».