Как сверхмассивная черная дыра разрастается до массы, которая в миллион — миллиарды раз больше массы нашего Солнца? Астрономы не знают ответа на этот вопрос, но новое исследование, проводившееся посредством Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) НАСА, позволило предположить, что черные дыры вырастают из, так называемых, «космических семян». Результаты проведенного исследования помогают учёным собрать воедино цепочку эволюции сверхмассивных черных дыр — мощных объектов, расположенных в центрах практически всех галактик.
Вырастить черную дыру не так просто, как посадить картофель или плодовое дерево. Массивные объекты — это плотные скопления материи, которые являются, своего рода, бездонными ямами: то, что в них попадает, никогда не сможет вернуться назад. Черным дырам присущ весьма широкий диапазон размеров. Самые маленькие, масса которых всего в несколько раз превышает солнечную, формируются из взрывающихся звезд. Самые большие из черных дыр, масса которых может в миллиарды раз превышать массу Солнца, растут рядом с их «галактиками-хозяевами» в течении длительного времени. Как именно протекает этот процесс, для астрономов по-прежнему остается тайной.
Исследователи, используя WISE, попытались найти ответ на этот вопрос, разыскивая черные дыры в небольших, «карликовых» галактиках. Эти галактики не претерпели особых изменений, к тому же их возраст в разы превышает возраст их более массивных «коллег». В некотором смысле они напоминают типы галактик, которые, возможно, существовали, когда Вселенная была совсем молодой. Так исследователи попытались заглянуть в «питомник» сверхмассивных черных дыр.
В рамках нового исследовании, используя данные по всему небу, собранные WISE в инфракрасном свете, астрономы обнаружили примерно сотню галактик, в которых могут скрываться «захороненные» черные дыры. Инфракрасный свет, который собирает WISE, может проходить сквозь пыль, в отличии от видимого, таким образом WISE — это лучший инструмент для поисков пыльных, скрытых черных дыр. Учёные обнаружили, что массы черных дыр карликовых галактик могут примерно в 1000-10000 раз превышать массу нашего Солнца, а это намного больше того, что ожидали увидеть астрономы в таких небольших галактиках.
По словам Shobita Satyapal и George Mason University, ведущего автора статьи, посвящённой результатам проведенного открытия, опубликованной в мартовском выпуске журнала Astrophysical Journal, данные, полученные в ходе исследования, позволяют предположить, что «семена» сверхмассивных черных дыр сами по себе довольно массивны.
Астроном Daniel Stern из Лаборатории реактивного движения, специализирующийся на черных дырах, который не принимал участия в исследовании, отмечает, что проведенная работа демонстрирует великолепные возможности WISE, который разработан для поисков интересных объектов, выделяющихся из общей массы. По его словам, ещё предстоит подтвердить, действительно ли карликовые галактики «кормят» массивные черные дыры.
В ходе исследования были получены данные, противоречащие одной весьма популярной теории роста черных дыр, согласно которой, эти астрономические объекты наращивают свою массу за счет слияний с себе подобными. На ранних этапах эволюции Вселенной, галактики, вполне возможно, сталкивались друг с другом и сливались. Теория предполагает, что во время слияний галактик происходило слияние черных дыр.
Открытие черных дыр карликовых галактик, масса которых намного больше, чем ожидали астрономы, указывает на то, что для формирования сверхмассивных черных дыр не обязательно галактики должны были сливаться. Карликовых галактикам не присущ сценарий галактических слияний, тем не менее их черные дыры довольно массивны.
Вместо этого, сверхмассивные черные дыры могли сформироваться очень рано — в самом начале эволюции Вселенной. Они, вполне возможно могли расти вместе со своими галактиками, питаясь окружающим их газом.
По словам Satyapal, астрономы всё ещё не знают, как формируются громадные черные дыры в галактических центрах. Он подытоживает, что обнаруженные большие черные дыры в крошечных галактиках должно быть так или иначе были созданы в ранней Вселенной, до того, как галактики начали сливаться друг с другом.
