Студент физического факультета и сотрудники Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ имени М. В. Ломоносова открыли сверхмассивную чёрную дыру в центре галактики Fornax UCD3. Галактика относится к редкому классу ультракомпактных карликов, радиус которых не превышает трёхсот световых лет, а масса — нескольких десятков миллионов масс Солнца. Открытие, работа о котором опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, может помочь учёным понять, как образуются подобные галактики.
«Мы открыли сверхмассивную чёрную дыру в центре галактики Fornax UCD3. Масса чёрной дыры составляет 3,5 миллиона солнечных масс, почти как в Млечном Пути», — рассказал Антон Афанасьев, первый автор статьи, студент кафедры астрофизики и звёздной астрономии отдела астрономии физического факультета МГУ.
В ходе исследования учёные использовали данные инфракрасного спектрографа интегрального поля SINFONI на одном из телескопов в Чили. С их помощью они рассчитали зависимость дисперсии скоростей звёзд от радиуса в галактике. Дисперсия показывает, насколько видимые скорости отдельных звёзд отличаются от среднего значения. Рост этого показателя при неизменной средней скорости говорит о присутствии массивного объекта, такого как чёрная дыра. Именно это и увидели учёные, изучая полученные данные.
В результате последующего анализа авторы статьи выяснили, что лучше всего с наблюдениями согласуется модель, предполагающая массу чёрной дыры в 3,5 миллиона солнечных масс, что составляет 4% массы всей галактики. Этот показатель значительно больше, чем в обычных галактиках, в которых сверхмассивная чёрная дыра отвечает лишь за 0,3% общей массы. Учёные также рассмотрели возможность отсутствия чёрной дыры, но она была исключена со статистической значимостью в три сигмы (99,7%).
До сих пор неизвестно, каким именно образом образуются подобные галактики. Наличие массивных чёрных дыр считается сильным аргументом в пользу приливного происхождения. Согласно этой гипотезе, обычная галактика в какой-то период своей эволюции прошла слишком близко от более крупной и из-за приливных сил потеряла большую часть звёзд с периферии. В конечном счёте осталось только компактное ядро.
«Чтобы делать однозначные утверждения о правильности этой гипотезы, необходимо открыть больше сверхмассивных чёрных дыр в ультракомпактных карликах. Это является одной из перспектив этой работы. Кроме того, схожую методику можно применить к похожим на ультракомпактных карликов, но более массивным и менее плотным компактным эллиптическим галактикам. В одной из следующих работ мы как раз проведём исследование популяции центральных чёрных дыр в таких объектах», — заключил автор статьи.
