Новітнє дослідження, проведене за допомогою рентгенівської обсерваторії NASA Чандра, ставить під сумнів широко розповсюджений міф про наявність надмасивних чорних дір у центрі кожної галактики. Згідно з отриманими даними, менші галактики, ймовірно, не містять таких чорних дір, що можна вважати важливим відкриттям у сфері астрономії.
Група астрономів проаналізувала результати спостережень більше ніж 1,600 галактик, зібраних за два десятиліття місії Чандра. У фокусі дослідження були об’єкти різного розміру: від величезних галактик, маса яких перевищує масу Чумацького Шляху більш ніж у десять разів, до карликових галактик з масою зірок, що становить лише кілька відсотків від маси нашої галактики. Стаття, що описує результати, опублікована в журналі The Astrophysical Journal.
Дослідники виявили, що лише близько 30% карликових галактик мають надмасивні чорні діри.
«Важливо отримати точні дані про чорні діри в цих менших галактиках, адже це не тільки облік, а й підказки про те, як формуються надмасивні чорні діри», — зазначив керівник дослідження Фан Цзоу з Університету Мічиган.
Коли матеріал падає на чорні діри, він нагрівається і виробляє рентгенівські промені. Багато великих галактик, досліджених у рамках роботи, мають яскраві рентгенівські джерела в своїх центрах, які свідчать про присутність надмасивних чорних дір. Дослідники дійшли висновку, що понад 90% великих галактик, включаючи Чумацький Шлях, мають такі чорні діри. Проте менш значні галактики, маса яких менша трьох мільярдів сонячних мас, зазвичай не демонструють таких явних ознак наявності чорних дір.
Вчені розглянули дві основні причини відсутності рентгенівських сигналів у менших галактиках. По-перше, частка галактик з масивними чорними дірами може бути суттєво нижчою для менших об’єктів. По-друге, рентгенівське випромінювання, що виникає внаслідок падіння матерії на ці чорні діри, може бути настільки слабким, що обсерваторія Чандра не в змозі його зафіксувати.
Згідно з аналізом даних, вчені дійшли висновку, що дійсно існує менше чорних дір у менших галактиках, ніж у більших. Розмір газу, що падає на чорну діру, визначає її яскравість у рентгенівському спектрі; саме тому менші чорні діри, ймовірно, мають меншу яскравість і, як наслідок, частіше залишаються невиявленими.
Отримані результати важливі для розуміння процесів, які призводять до формування надмасивних чорних дір. Вчені виділили дві основні гіпотези: перша полягає в тому, що велика газова хмара безпосередньо колапсує в чорну діру, маса якої відразу становить тисячі сонячних мас; друга — в тому, що такі чорні діри виникають з менших чорних дір, які формуються при колапсі масивних зірок. За словами співавтора дослідження, Аніла Сета з Університету Юти, більш рідкісним є процес утворення великих чорних дір, що може пояснити їхнє зникнення в менших галактиках.
Ці результати можуть мати значні наслідки для прогнозування частоти злиттів чорних дір при зіткненнях карликових галактик. Менша кількість чорних дір призведе до меншої ймовірності виявлення джерел гравітаційних хвиль, а також зменшить число чорних дір, які «рвуть» зірки в карликових галактиках.
