Надмасивні чорні діри обігнали свої галактики у швидкості росту

Найбільші чорні діри у всесвіті ростуть швидше за галактики, в яких вони знаходяться, повідомляють астрономи в статтях (1,2), опублікованих у журналі. Це відкриття суперечить загальноприйнятій теорії, що зростання цих об'єктів має бути синхронним, але пояснити це протиріччя дослідники поки не можуть.

У центрі майже всіх спіральних галактик знаходяться надмасивні чорні діри. Це гігантські об'єкти, чия маса може досягати 10 мільярдів мас Сонця. Численні спостереження показують, що швидкість зростання надмасивних чорних дір зазвичай приблизно дорівнює швидкості утворення нових зірок в галактиках. Однак тепер відразу дві групи астрономів виявили свідчення, що в найбільших галактиках ця закономірність може порушуватися.

Перша група під керівництвом Гуан Яна (Guang Yang) з Університету штату Пенсільванія у своїй роботі використовувала дані рентгенівської обсерваторії «Чандра», телескопа «Хаббл» і декількох оглядів. Астрономи проаналізували швидкість зростання галактик, віддалених від Землі на відстані від 4,3 до 12,2 мільярдів світлових років. У результаті вони виявили, що надмасивні чорні діри в найбільших галактиках ростуть несподівано швидко. Для галактик, що містить близько 100 мільярдів зірок сонячної маси, співвідношення швидкостей росту виявилося приблизно в 10 разів вище, ніж для галактик з 10 мільярдами зірок сонячної маси.

Таку ж закономірність виявила й інша група астрономів під керівництвом Мари Мескуа (Mar Mezcua) з Інституту космічних наук в Іспанії. За допомогою радіоінтерферометрів Very Large Array і Very Long Baseline Array та інших інструментів дослідники вивчили 72 галактики. Всі вони знаходилися в центрах галактичних скупчень, віддалених від Землі не більш ніж на 3,5 мільярда світлових років, і відрізнялися яскравістю і масивністю.

Астрономи оцінили маси чорних дір в цих галактиках, використовуючи відому формулу, яка пов'язує розмір чорної діри з вихідним від її околиць рентгенівським і радіовипромінюванням. Метод дав значення в 10 разів більше того, яке було отримано на основі загальноприйнятої залежності. Майже половина чорних дір з вибірки мала масу, як мінімум, в 10 мільярдів разів більше, ніж у Сонця. Такі об'єкти прийнято називати ультрамасивними.

При цьому відповіді на питання про те, чому в найбільших галактиках чорні діри ростуть швидше, поки що ні. Гуан Ян припускає, що в масивних галактиках чорні діри можуть більш ефективно поглинати газ. Інша група вчених пояснює невідповідність тим, що чорні діри можуть формуватися раніше галактик.

Нещодавно астрономам вперше вдалося отримати якісний знімок щільного газопилового кільця, що оточує активну надмасивну чорну діру. Існування подібних структур було передбачене ще десятки років тому, проте тільки тепер вченим вдалося настільки чітко їх розгледіти.