Космический телескоп Джеймса Уэбба измерил массу спящей сверхмассивной черной дыры в галактике MRG-M0138. Объект находится на расстоянии 10 миллиардов световых лет, а его масса в 6 миллиардов раз превышает массу Солнца.
Рекордное расстояние
Астрономы впервые применили метод звездной динамики для измерения массы черной дыры на расстоянии 10 миллиардов световых лет. Предыдущий рекорд составлял 700 миллионов световых лет. Объект расположен в центре галактики MRG-M0138. Ее масса в 6 миллиардов раз превышает массу Солнца. Результаты расчетов ученых были опубликованы в журнале Science.
По словам ученых, сверхмассивные черные дыры легко заметить, когда они активно питаются и окружены веществом в области активного галактического ядра. Такие объекты светятся очень ярко. Спящие черные дыры с необильными запасами не так заметны. Однако даже они оказывают гравитационное воздействие на вращающиеся газ и пыль, а также на движение звезд.
Метод звездной динамики
Руководитель группы Ричард Эллис из Университетского колледжа Лондона пояснил, что определение коллективного движения звезд в ядре далекой галактики позволило измерить массу сверхмассивной черной дыры. Иначе обнаружить этот объект было бы невозможно. Результаты исследования позволят ученым провести полное исследование того, как черные дыры развиваются с течением времени, и сделать выводы об их роли в формировании эволюции галактик.
Ранее метод звездной динамики применялся для взвешивания спящих черных дыр, расположенных ближе к Земле. Так была измерена масса сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Расстояние до этого объекта составляет всего 26 тысяч световых лет. Масса дыры равна 4,3 миллиона солнечных масс.
Гравитационное линзирование
Определить движение звезд в центре галактики MRG-M0138 оказалось непростой задачей. Для этого ученым потребовалось явление гравитационного линзирования. Этот эффект предсказала общая теория относительности Эйнштейна. Когда массивный объект находится между далекой галактикой и Землей, его гравитация искривляет пространство-время.
В результате свет от фонового источника отклоняется. Чем ближе луч света проходит к гравитационной линзе, тем сильнее искривляется его путь. Это явление позволяет увеличить изображение далекого объекта.
В случае с MRG-M0138 между ней и Землей оказалась другая галактика. Она перефокусировала свет от далекой галактики и увеличила его в 30 раз. Благодаря этому исследователи смогли детально реконструировать внутреннее строение MRG-M0138.
Спящая галактика
Исследователи определили, что галактика MRG-M0138 находится в спящем состоянии. В ней больше не происходит образование новых звезд. Вероятная причина заключается в поведении сверхмассивной черной дыры на раннем этапе ее истории. В тот период дыра пережила эпоху ненасытного питания. Тогда она выглядела как пылающий квазар в центре активного ядра галактики. Высвободившаяся на этом этапе энергия оттолкнула газ и пыль от черной дыры и от самой галактики. Этот процесс истощил MRG-M0138 и лишил ее сырья для звездообразования.
Благодаря этим наблюдениям ученые смогут лучше понять взаимосвязь между ростом галактик и ростом сверхмассивных черных дыр. Также новые данные помогут выяснить роль этих космических гигантов в прекращении звездообразования.
VK
OK
Telegram
Дзен