Сверхмассивные чёрные дыры — объекты массой в миллиарды масс Солнца, которые располагаются в центре большинства галактик, включая нашу. По-видимому, это самый тяжёлый компактный объект в галактике. И единственный мыслимый механизм, который мог бы выбросить такую чёрную дыру из её же галактики — это столкновение с другой галактикой. Астрономы нашли первый такой подтверждённый случай.
Событие произошло (происходит) в галактике с неофициальным названием «Космическая Сова». Ещё её называют «Галактика-Бесконечность» по сходству с математическим значком бесконечности ∞. Вообще это пара кольцевых галактик на расстоянии 8,8 миллиардов лет в южном созвездии Секстанта. Совиные «глаза» — это кольца галактик, которые находятся в процессе слияния. Галактику обнаружили совсем недавно, в 2025 году на архивных снимках телескопа Джеймса Уэбба. Отметим, что есть другая пара галактик с названием «Сова» (NGC 3758), которая находится в созвездии Льва и была обнаружена ещё в конце XIX века. На снимках на фоне совиных глаз просматривается вытянутая линейная структура. Логичным предположением было, что это как раз «хвост» убегающей чёрной дыры. Вернее, это след из видимого вещества (звёзды и межзвёздный материал), который тянется за ней. Новое исследование подтверждает это предположение, и тем самым галактика становится первым подтверждённым случаем «бегства» чёрной дыры — эффекта, предсказываемого астрофизикой.
Теория предсказывает два возможных механизма, которые вынудили бы сверхмассивную чёрную дыру выскочить из собственной галактики. Один из них — взаимодействие трёх тел. В данном случае это должны быть три сопоставимых по массе объекта, то есть три сверхмассивные чёрные дыры, одна из которых и может быть выброшена из системы. Второй механизм — эффект отдачи при распространении гравитационной волны. Оба механизма в теории возникают естественным образом при слиянии галактик.
При наблюдении таких явлений мы теоретически должны разглядеть на снимках две различные структуры. Одна из них — этот самый «звёздный хвост» длиной 200 тысяч световых лет. Вторую структуру обнаружить сложнее — это головная ударная волна (bow shock), которая образуется, когда космическое тело летит сквозь окружающий материал с высокой скоростью. Такая ударная волна образуется, например, перед сверхзвуковым самолётом или достаточно быстро плывущим судном. Чаще на космических масштабах о таких структурах говорят в контексте контакта гелиосферы с межзвёздным веществом в направлении движения звезды. В данном случае речь о такой же структуре сверхзвуковой ударной волны, только перед летящей чёрной дырой. Давление за телом меньше, чем на фронте волны непосредственно перед ним, и межзвёздный газ скапливается за чёрной дырой, формируя новые звёзды.
Телескоп Джеймса Уэбба рассмотрел чёрную дыру-кандидата, то есть кончик «звёздного хвоста» при помощи инструмента NIRSpec Integrated Field Unit. Он позволяет рассматривать небольшие участки неба размером 3 секунды дуги, причём снимая одновременно изображение и спектр участка. Так можно определить состав, температуру и движение структуры. Оказывается, что кинематика вещества на переднем конце «хвоста» качественно согласовывается с наличием сильной сверхзвуковой головной волны. Именно ударная волна является наиболее убедительным подтверждением того, что структура возникла при выскакивании чёрной дыры из своей галактики.
Предсказания, что сверхмассивная чёрная дыра может вылететь из галактики и пойти в свободное плавание, появились ещё пятьдесят лет назад. Тогда же были предложены два возможных механизма этого явления. Находка в «Совиной галактике» является первым таким подтверждением теории.
