Находка была сделана с помощью космического телескопа Hubble. Масса черной дыры оценивается более чем в 1 млрд масс Солнца – по расчетам ученых, для того, чтобы сдвинуть ее с места, потребовалась энергия, эквивалентная одновременному взрыву 100 млн сверхновых. Что именно могло принести столько энергии, пока неясно, но основной версией оказались гравитационные волны – «рябь пространства-времени», расходящаяся от пары сливающихся черных дыр.
Напомним, что впервые гравитационные волны были зафиксированы чуть больше года назад, а сегодня их следы замечают даже в атмосферах планет. Однако ничего подобного по масштабам ученым наблюдать не доводилось. «Когда мы объединили данные Hubble, рентгеновского телескопа Chandra и обзора Sloan Digital Sky Survey, все они указали на один и тот же сценарий», – рассказывает один из авторов находки, астрофизик Университета Джонса Хопкинса Марко Чиаберге (Marco Chiaberge).
В статье, которая готовится к выходу в журнале Astronomy & Astrophysics, ученые описывают, как наблюдения телескопа Hubble (в видимом и ИК-диапазоне) позволили найти весьма яркий и необычный квазар. Такой мощный и точечный источник излучения указывает на действие активного ядра галактики и сверхмассивной черной дыры в нем. Квазар 3C 186 располагается в 8 млрд световых лет от Земли и выглядит довольно необычно: находится он вовсе не в центре галактики. Астрономы подсчитали расстояние, на которое сместился квазар от центра, и оно составило более 35 тыс. световых лет – больше, чем отделяет Солнце от центра нашей собственной Галактики.
Квазар 3C 186 смещен относительно центра своей галактики / ©NASA, ESA, M. Chiaberge/
С помощью спектральных данных Sloan Digital Sky Survey (SDSS) была проведена оценка массы черной дыры и скорости движения газов близ нее. «К нашему большому удивлению, обнаружилось, что газ вокруг черной дыры удаляется от центра галактики на скорости 4,7 млн миль в час [около 7,6 млн км/ч – NS]», – продолжают авторы работы. Этот газ гравитационно связан со сверхмассивной черной дырой, так что и она должна двигаться с той же скоростью. Ее вполне достаточно, чтобы за несколько минут покрыть расстояние от Земли до Луны – и за какие-то 20 млн лет черная дыра должна вовсе покинуть материнскую галактику.
Наблюдения Hubble указали и на возможную причину этой колоссальной космической гонки. На сделанных телескопом снимках в далекой галактике видны необычные структуры, похожие на изогнутые арки, – следы слияния двух галактик. Предполагается, что не так давно материнская галактика 3C 186 встретилась с другой крупной галактикой, имевшей собственную сверхмассивную дыру в центре.
Черные дыры сблизились и стали сходиться, закручиваясь друг вокруг друга и теряя огромные количества энергии в виде расходящихся гравитационных волн. Из-за разницы в их первоначальных массах и скоростях вращения это «гравитационное излучение» было сконцентрировано преимущественно в одном направлении. И когда дыры окончательно слились в единый объект, его отбросило в противоположную сторону словно реактивной струей.
Слияние сверхмассивных черных дыр создает гравитационные волны, выбрасывающие их прочь / ©NASA, ESA, M. Chiaberge/
Обнаружение такого объекта – огромная удача, хотя астрономы не исключают и менее эпичный сценарий. Например, квазар может вовсе не относиться к этой галактике и располагаться за ней, и лишь телескопы создают эту иллюзию. Чтобы окончательно подтвердить свою версию, Чиаберге и его коллеги намерены провести дополнительные наблюдения и на телескопе Hubble, и на наземных радиотелескопах обсерватории ALMA.