Астрономи виявили блукаючу надмасивну чорну діру, що поглинула зорю

Міжнародна команда астрономів виявила унікальне космічне явище — надмасивну чорну діру масою один мільйон сонячних мас, яка розташована не в центрі своєї галактики-господаря, як це зазвичай буває. Відкриття стало можливим завдяки спостереженню події приливного руйнування AT2024tvd, під час якої чорна діра розірвала на частини зорю, що наблизилася до неї.

Доктор Юхан Яо з Каліфорнійського університету в Берклі пояснює: «Подія приливного руйнування відбувається, коли зоря, що падає на чорну діру, розтягується або „спагетифікується“ під дією величезних гравітаційних приливних сил чорної діри. Залишки розірваної зорі затягуються на кругову орбіту навколо чорної діри. Це породжує ударні хвилі та викиди з високими температурами, які можна спостерігати в ультрафіолетовому та видимому світлі».

Явище AT2024tvd було зафіксоване за допомогою космічного телескопа Хаббл NASA/ESA. Додаткові спостереження проводилися рентгенівською обсерваторією Чандра та радіотелескопом Very Large Array. Усі дані підтвердили, що чорна діра справді зміщена відносно центру галактики.

Це відкриття є першим у своєму роді. Серед приблизно 100 подій приливного руйнування, зареєстрованих оптичними оглядами неба, це перший випадок, коли таке явище спостерігається не в центрі галактики.

Цікаво, що в центрі цієї ж галактики розташована інша надмасивна чорна діра, маса якої становить 100 мільйонів сонячних мас. За даними телескопа Хаббл, відстань між двома чорними дірами становить лише 2600 світлових років. Для порівняння, це всього одна десята відстані між нашим Сонцем та надмасивною чорною дірою в центрі Чумацького Шляху.

Центральна чорна діра активно поглинає навколишній газ та випромінює енергію, класифікуючись як активне галактичне ядро. Незважаючи на близькість, дві надмасивні чорні діри не утворюють гравітаційно-пов'язану подвійну систему. Менша чорна діра може зрештою спіралеподібно наблизитися до центру галактики і злитися з більшою, але наразі вона знаходиться занадто далеко для цього.

«AT2024tvd — це перша зміщена подія приливного руйнування, зафіксована оптичними оглядами неба. Вона відкриває можливість виявлення цієї невловимої популяції блукаючих чорних дір майбутніми оглядами неба», — зазначає доктор Яо. «Зараз теоретики не приділяли багато уваги зміщеним подіям приливного руйнування. Я думаю, це відкриття мотивуватиме науковців шукати більше прикладів подібних явищ».

Чорна діра, відповідальна за AT2024tvd, блукає всередині балджа масивної галактики. Вона стає помітною лише раз на кілька десятків тисяч років, коли захоплює зорю, після чого знову затихає до наступної «трапези».

Як же чорна діра опинилася не в центрі галактики? Попередні теоретичні дослідження показали, що чорні діри можуть бути викинуті з центрів галактик внаслідок взаємодії трьох тіл, коли об'єкт з найменшою масою викидається назовні. Це може бути випадком і тут, враховуючи близькість блукаючої чорної діри до центральної.

«Якщо чорна діра пройшла через потрійну взаємодію з двома іншими чорними дірами в ядрі галактики, вона все ще може залишатися пов'язаною з галактикою, обертаючись навколо центральної області», — пояснює доктор Яо.

Альтернативне пояснення полягає в тому, що ця чорна діра може бути залишком меншої галактики, яка злилася з галактикою-господарем більше мільярда років тому. У такому випадку чорна діра може зрештою спіралеподібно наблизитися і злитися з центральною активною чорною дірою в далекому майбутньому.

«Вже є вагомі докази того, що злиття галактик підвищує частоту подій приливного руйнування, але наявність другої чорної діри в галактиці-господарі AT2024tvd означає, що в якийсь момент минулого цієї галактики мало відбутися злиття», — додає доктор Еріка Хаммерштейн, також з Каліфорнійського університету в Берклі.

Результати дослідження будуть опубліковані в журналі Astrophysical Journal Letters.