Астрономы, ищущие механизмы, которые образовывали массивные черные дыры в ранней истории вселенной, получили важные новые доказательства, обнаружив 13 таких черных дыр в карликовых галактиках на расстоянии менее миллиарда световых лет от Земли.

Так художник представляет себе карликовую галактику, форма которой, вероятно, искажена из-за ее взаимодействия с другой галактикой в прошлом и массивной черной дырой на ее краю. Черная дыра притягивает материал, который образует вращающийся диск и создает струи материала, которые выбрасываются наружу. © Sophia Dagnello, NRAO / AUI / NSF

Эти карликовые галактики имеют более чем в 100 раз меньшие массы, чем наш Млечный Путь, и стали одними из самых маленьких галактик, в которых были обнаружены массивные черные дыры. Ученые ожидают, что черные дыры в этих малых галактиках имеют в среднем примерно массу, в 400 тысяч раз превышающую массу нашего Солнца.

«Мы надеемся, что изучение этих галактик даст нам представление о том, как подобные черные дыры в ранней вселенной возникали в результате слияния галактик в течение миллиардов лет, а затем росли, превращаясь в сверхмассивные черные дыры, которые мы наблюдаем в более крупных галактиках сегодня и у которых массы в миллионы или миллиарды раз больше, чем у Солнца», - говорит Эми Рейнес из Университета штата Монтана.

Рейнес и ее коллеги использовали радиотелескоп Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) Национального научного фонда, чтобы позволило им сделать открытие, о котором они сообщили на собрании Американского астрономического общества в Гонолулу, Гавайи.

Рейнес и ее сотрудники использовали VLA, чтобы обнаружить первую массивную черную дыру в галактике с активным звездообразованием в 2011 году. Это открытие удивило астрономов и еще более стимулировало радиопоиск.

Сначала ученые отобрали образцы галактик из Слоанского атласа NASA, каталога галактик, который был создан с помощью телескопов для видимого света. Они выбрали галактики со звездами, общая масса которых менее чем в 3 миллиарда раз превышает массу Солнца и примерно равны размеру Большого Магелланова Облака, небольшой галактики-спутника Млечного Пути. Из этой выборки они отобрали кандидатов, которые также были включены в опрос Национальной радиоастрономической обсерватории (FIRST) «Faint Images of the Radio Sky at Twenty Centimeter» («Слабые изображения радио-неба на 20 сантиметрах»), который проводился с 1993 по 2011 год.

Затем они использовали VLA для создания новых и более чувствительных изображений высокого разрешения для 111 выбранных галактик.

«Новые наблюдения VLA показали, что 13 из этих галактик имеют убедительные доказательства наличия массивной черной дыры, которая активно поглощает окружающий материал. Мы были очень удивлены, что черные дыры примерно в половине из этих 13 галактик находятся не в центре галактики, как это имеет место в случаях с более крупными галактиками», - говорит Рейнес.

Ученые считают, что это говорит о том, что галактики, вероятно, в начале своей истории сливались с другими галактиками. Это хорошо согласуется с компьютерным моделированием, которое предсказывает, что около половины массивных черных дыр в карликовых галактиках будут находиться на краю таких звездных островов.

«Эта работа показала, что нам необходимо расширить наш поиск массивных черных дыр в карликовых галактиках за пределами их центров, чтобы получить более полное понимание их популяции и понять, какие механизмы способствовали образованию первых массивных черных дыр в ранней вселенной», - считает Рейнес.