Согласно новым симуляциям, десятки «блуждающих» чёрных дыр могут сейчас перемещаться по нашей галактике. Их существование может помочь решить давнюю космическую загадку.
Иллюстрация, на которой чёрная дыра разрывает звезду в клочья. (Изображение предоставлено NASA/JPL-Caltech)
В Млечном Пути есть миллионы маленьких чёрных дыр и одна гигантская сверхмассивная чёрная дыра в его центре. Но есть ли в галактике чёрные дыры среднего размера? Новое исследование предполагает, что ответ положительный: возможно, в Млечном Пути есть дюжина таких дыр, но они свободно перемещаются в пространстве, и их чертовски трудно обнаружить.
На протяжении десятилетий исследователи задавались вопросом о распространённости чёрных дыр промежуточной массы (ЧДПМ). Конечно, каждая галактика способна производить огромное количество — примерно горстку в каждое столетие — маленьких чёрных дыр с массой, в 100 раз превышающей массу Солнца. И, судя по всему, когда такие галактики, как Млечный Путь, впервые появились на космической арене, в их центрах уже были сверхмассивные чёрные дыры. Наша собственная сверхмассивная чёрная дыра, Стрелец A*, имеет массу 4,5 миллиона Солнц.
Но как насчёт сверхмассивных чёрных дыр? Теоретически их масса должна составлять от 10 000 до 100 000 солнечных масс. Обнаружение сверхмассивных чёрных дыр — или опровержение их существования — имеет огромное значение для нашего понимания роста и эволюции чёрных дыр. Но до сих пор были обнаружены лишь слабые, отрывочные намёки на существование сверхмассивных чёрных дыр в карликовых галактиках, и нет прямых доказательств того, что они существуют в такой галактике, как Млечный Путь.
В апреле группа исследователей из Цюрихского университета в Швейцарии изучила вопрос о том, могут ли наши современные модели Вселенной однозначно предсказать наличие в Млечном Пути популяции сверхмассивных чёрных дыр. Их статья была принята к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Галактики - каннибалы
Галактики не растут в одиночку. Вместо этого они развиваются за счёт поглощения своих соседей, включая их звёзды — и любые чёрные дыры — в свой объём. За свою долгую историю Млечный Путь поглотил более десятка карликовых галактик и, вероятно, ещё больше. Предположительно, в некоторых из этих карликовых галактик были сверхмассивные чёрные дыры. Но общепринятым мнением было то, что большие чёрные дыры, как правило, перемещаются в центр галактик, где они сливаются с центральной сверхмассивной чёрной дырой.
С помощью своих моделей исследователи увидели другую картину. Они смоделировали эволюцию галактики, похожей на Млечный Путь, и обнаружили, что в ней может находиться от пяти до 18 «блуждающих» IMBH, которые не расположены вблизи центрального ядра, а перемещаются по диску галактики. Точное количество IMBH зависит от того, рождаются ли они вблизи ядра карликовой галактики, которая вскоре будет поглощена, или на её окраинах.
Хотя исследователи были воодушевлены открытием того, что в Млечном Пути должна существовать популяция IMBH, они призвали к осторожности при интерпретации результатов. Они не могли с уверенностью сказать, какой массы должны быть эти чёрные дыры и где они в конечном итоге будут находиться. Таким образом, хотя новое исследование убедительно указывает на то, что IMBH существуют, мы пока не знаем, где их искать.