Гравітаційні хвилі «змусили» надмасивну чорну діру покинути галактичне ядро

news 24 03 17Міжнародна група астрономів з допомогою Космічного телескопа імені Габбла виявила надмасивну чорну діру, яка рухається з центра далекої галактики 3C186. Чорну діру, ймовірно, виштовхує сила, спричинена дією гравітаційних хвиль. Це перший випадок, коли астрономи знайшли надмасивну чорну діру на такій великій відстані від центра материнської галактики.

Отримані Космічним телескопом імені Габбла знімки галактики 3C186, що лежить на відстані 8 мільярдів світлових років від Землі, показали яскравий квазар, розташований далеко від ядра галактики. Оскільки астрономи пов’язують явище квазара з дуже масивними чорними дірами, що містяться в центрах галактик, то спостерігати квазар не в центрі зоряної системи було для науковців незвично.

Дослідники з’ясували, що чорна діра вже пройшла близько 35 000 світлових років від центра — це більше, ніж відстань між Сонцем і центром Молочного Шляху. І її політ триває зі швидкістю 7,5 мільйона кілометрів на годину (оскільки чорну діру не можна спостерігати прямо, то її масу й швидкість визначили шляхом спектроскопічного аналізу навколишнього газу). На такій швидкості чорна діра подолає відстань від Землі до Місяця за три хвилини.

Хоча можливі й інші сценарії для пояснення спостережень, найімовірнішим джерелом рушійною енергії є гравітаційні хвилі. Їх появу спричинило злиття двох масивних чорних дір в центрі галактики. Цю теорію підтверджують виявлені науковцями дугоподібні припливні утворення, які виникли внаслідок гравітаційної взаємодії між двома галактиками, що зіткнулися.

Згідно з теорією, яку запропонували вчені, 1—2 млрд років тому відбулося злиття двох галактик, кожна з яких мала центральну надмасивну чорну діру. Чорні діри оберталися одна навколо одної в центрі новоутвореної еліптичної галактики, генеруючи гравітаційні хвилі (з плином часу вони наближалися одна до одної, бо втрачали гравітаційну енергію). Оскільки чорні діри були різної маси й мали незбіг частоти обертання, то випромінювали гравітаційні хвилі сильніше в одному із напрямків. Коли вони, нарешті, злилися, анізотропне випромінювання гравітаційних хвиль генерувало удар, який зрушив чорну діру з галактичного центра.

news 24 03 17 v

На малюнку показано, як дві надмасивні чорні діри об’єдналися в одну, що потім була викинута з материнської галактики. 1) Дві галактики взаємодіють і, нарешті, зливаються одна з одною. Надмасивні чорні діри в їхніх центрах притягуються одна до одної. 2) Коли надмасивні чорні діри зближаються, вони починають обертатися одна навколо одної, генеруючи сильні гравітаційні хвилі. 3) Оскільки вони випромінюють гравітаційну енергію, то наближаються одна до одної протягом тривалого часу і, нарешті, зливаються. 4) Якщо дві чорні діри мають різну масу й швидкість обертання, то вони випромінюють гравітаційні хвилі сильніше в якомусь одному напрямку. Коли, зрештою, дві чорні діри стикаються — вони припиняють генерувати гравітаційні хвилі й новоутворена чорна діра потім відскакує у протилежний бік від напрямку поширення найсильніших гравітаційних хвиль. Це приводить до того, що вона рухається зі своєї материнської галактики. Фото з сайту www.spacetelescope.org.

«Якщо наша теорія правильна, то спостереження дають переконливі докази, що надмасивні чорні діри можуть зливатися», — пояснює Стефано Бьянкі (Stefano Bianchi), співавтор дослідження з університету Roma Tre (Італія), про важливість відкриття. «Існують свідчення про зіткнення чорних дір зоряних мас, але схожий процес для надмасивних чорних дір більш складний і ще не зовсім зрозумілий.»

Дослідникам пощастило, що їм вдалося зловити цю унікальну подію, бо не кожне злиття чорних дір породжує нерівномірне випромінювання гравітаційних хвиль. А саме це явище спричиняє рух чорної діри з галактики. Тепер наукова група хоче отримати додатковий час для спостережень з допомогою Космічного телескопа імені Габбла, а також Великої міліметрової / субміліметрової антени Атакама та інших інструментів, щоб точніше виміряти швидкість чорної діри і газу в її навколишньому диску. Це може дати більш повне уявлення про природу цього рідкісного об’єкта.

За інф. з сайту www.spacetelescope.org

Докладніше про «Наше небо»

Це науково-популярний астрономічний інтернет-журнал для широкого загалу, створений у 2016 році. Назва «НАШЕ НЕБО» виникла у 1998 р. під час обговорення з директором Головної астрономічної обсерваторії Національної академії наук України академіком Я.С. Яцківим ідеї щодо заснування Київським республіканським планетарієм науково-популярного видання астрономічного змісту.

Упродовж 2006—2009 рр. я видавав малим накладом журнал «НАШЕ НЕБО.observer», а з 2010 р. веду блог «Ми і Всесвіт». Далі науково-популярні матеріали вміщуватиму головно на цьому сайті.

Іван Крячко

Написати електронний лист

Ви маєте змогу написати електронного листа з будь-якого питання щодо астрономії та інтернет-журналу «Наше небо»

Дякуємо за Вашу увагу до «Нашого неба»!

Please publish modules in offcanvas position.