|
Поиск блуждающих черных дыр
|
|
|
|
Поиск черных дыр в центре карликовых галактик оказался сложной задачей. Отчасти это связано с тем, что они имеют тенденцию "блуждать" и расположены не в центре галактики. Существует множество галактик, которые могли бы содержать такую черную дыру, но пока у нас недостаточно данных, чтобы подтвердить их существование.
|
|
|
|
В новой статье Меган Штурм из Университета штата Монтана и ее коллег, размещенной на сервере препринтов arXiv, проанализированы дополнительные данные, полученные от Chandra и Hubble, о наборе из 12 потенциальных галактик-кандидатов в активные ядра галактик (AGN). Они смогли подтвердить только троих, что подчеркивает сложность изоляции этих массовых странников.
|
|
|
|
Почему так важно находить черные дыры в центрах галактик? Ранние черные дыры могли образовывать "зародыши" галактик. Однако крупные галактики, такие как наш Млечный Путь, неоднократно подвергались слияниям, что скрывало историю развития сверхмассивной черной дыры в их центре. С другой стороны, карликовые галактики претерпели не так много изменений, поэтому их черные дыры больше похожи на то, как они выглядели бы на заре существования Вселенной, что позволяет астрономам накладывать больше ограничений на формирование этих галактических зародышей.
|
|
|
|
Интересен также процесс, посредством которого они "блуждают". Некоторые модели карликовых галактик предсказывают, что до 50% их центральных черных дыр могут быть смещены от их центра. Это может быть вызвано либо слиянием (которое происходит даже с некоторыми небольшими карликовыми галактиками), в результате которого черная дыра гравитационно "выталкивается" из центра, либо, возможно, их собственным процессом образования.
|
|
|
|
|
|
|
Они могли образоваться в газовых облаков, которые никогда не были в центре галактики, в первую очередь, а газ и пыль вокруг них либо не было времени, чтобы приспособиться к их гравитационное притяжение или заблокированы в условиях нестабильности гравитационного танца, где черная дыра никогда по-настоящему не находиться в центре галактики.
|
|
|
|
Чтобы попытаться найти этих неуловимых гигантов, авторы изучили данные "Чандры" и "Хаббла" по 12 карликовым галактикам, которые были обнаружены с помощью Very Large Array. Они были "радиоизбраны" из списка из 111 карликовых галактик, потому что у них были радиосигналы, типичные для аккрецирующих черных дыр, но которые все же могли быть созданы в результате стандартного звездообразования. Авторы хотели разобраться в причине этих сигналов и либо подтвердить, либо опровергнуть существование этих черных дыр.
|
|
|
|
Из 12 они смогли полностью подтвердить только три из них, используя "многоволновые доказательства" сильных сигналов на радио (VLA), рентгеновских (Chandra) и оптических (Хаббл) длинах волн, хотя даже после подтверждения этих данных не все они были особенно яркими на всех трех длинах волн. Один из них (известный как "ID 26" из-за его отнесения к более широкому списку кандидатов в AGN) был единственным, который был подтвержден как "яркий" на всех трех длинах волн. Другая (ID 82) была заметна только в рентгеновских лучах, что означает, что ее оптический свет, вероятно, скрыт газом и пылью, хотя другие исследования обнаружили "корональные" линии, указывающие на то, что это аккрецирующая черная дыра. ID 83, с другой стороны, был очень ярким в рентгеновских лучах и имел оптическую длину волны, соответствующую черной дыре.
|
|
|
|
В наборе данных было два "самозванца", и, хотя изначально они выглядели так, как будто тоже могли быть AGN, авторы нашли другие причины их яркости. У ID 64 был очень яркий оптический источник, смещенный от центра галактики, но, изучив красное смещение галактики по сравнению с оптическим источником с помощью данных Паломарской обсерватории, авторы поняли, что источником оптического источника на самом деле была галактика на заднем плане, которая выровнена с карликовой галактикой на переднем плане. По сути, из-за яркого света фоновой галактики казалось, что она "блуждает" на переднем плане, несмотря на то, что она на миллиарды лет старше и, следовательно, находится дальше.
|
|
|
|
Другой ложной тревогой был ID 92. Данные телескопа "Хаббл" показали, что радиосигнал, исходящий из этой галактики, совпадает с областью очень активного звездообразования. Дальнейший анализ данных позволил авторам прийти к выводу, что источник радиоизлучения, скорее всего, был из "суперзвездного скопления", а не из AGN.
|
|
|
|
В результате семь других источников радиоизлучения по-прежнему не были обнаружены ни в рентгеновском, ни в оптическом диапазонах, и им не было дано четкого объяснения. Однако отсутствие научных подтверждений иногда приводит к появлению новых теорий, и в данном случае это именно так. Авторы полагают, что три из "призрачных" кандидатов действительно являются фоновыми источниками, в значительной степени потому, что они сильно смещены от своих галактических центров. Один конкретный призрак (ID 65) на самом деле может быть источником быстрого радиовсплеска (FRB), происхождение которого все еще обсуждается.
|
|
|
|
Эти теории останутся неразрешенными до тех пор, пока не появится время для работы с более мощным телескопом, таким как космический телескоп Джеймса Уэбба. Этот центр скоро будет принимать решения о том, где будет проходить его пятый год наблюдений, и пока неясно, представила ли команда штата Монтана предложение о поиске этих призрачных странников. Даже если бы они этого не сделали, по крайней мере, сама новая статья является шагом на пути к выявлению хотя бы некоторых из этих интересных связей с ранней Вселенной.
|
|
|
|
Источник
|
