Блуждающую черную дыру застали во время «еды набегу»

Ученые нашли доказательство того, что блуждающие черные дыры могут питаться газом вдали от центра галактики. Это первое практическое подтверждение давней теории, важное для понимания эволюции черных дыр.

Схематическое изображение аккреции Бонди–Хойла–Литтлтона на блуждающую черную дыру промежуточной массы. В системе отсчета черной дыры промежуточной массы окружающий газ течет из области, расположенной выше по потоку (синяя, слева), в область, расположенную ниже по потоку (оранжевая, справа), как показано сплошными линиями тока. Захваченный газ циркулирует вокруг черной дыры, прежде чем в конечном итоге аккрецируется (белая пунктирная кривая), и частично покрывает центральную излучающую область вдоль линии зрения наблюдателя (серая пунктирная линия)

Источник: arXiv

Ученые впервые увидели, как блуждающая черная дыра поглощает газ, двигаясь по галактике. Обычно черные дыры находятся в центрах галактик и питаются газом, который к ним стекается. Но бывают такие, которые оказались далеко от центра — их называют блуждающими. Как они растут, было загадкой, ведь вокруг них мало газа. Теперь астрономы нашли доказательство: такая черная дыра может сама «собирать» газ на своем пути благодаря своей гравитации.

Эту черную дыру обнаружили в карликовой галактике UGCA 320, примерно в 20 миллионах световых лет от нас. Она не в центре, а сбоку, вне основного диска звезд. По ярким вспышкам света, особенно по линиям водорода, ученые определили: это черная дыра среднего размера, в 35 тысяч раз тяжелее Солнца. Такие объекты называют черными дырами промежуточной массы. Считается, что из них могут вырасти гигантские черные дыры, живущие в сердцах больших галактик.

Галактика UGCA 320, снятая телескопами Pan-STARRS и «Хаббл». Красным выделена область, которую изучали с помощью инструмента MUSE — именно там нашли блуждающую черную дыру среднего размера. Желтая стрелка указывает на нее, а белая — в сторону соседней галактики UGCA 319

Источник: arXiv

Ученые предположили, что когда черная дыра движется сквозь газ в галактике, ее гравитация притягивает частицы газа со всех сторон. Газ сжимается позади нее, образуя плотный «след», как кильвATERный след за лодкой. Этот след и служит пищей. Такой процесс называют аккрецией по Бонди-Хойлу-Литтлтону. Теоретически он был известен давно, но впервые его следы увидели на практике.

Наблюдения показали, что перед черной дырой — разреженный газ, за ней — плотный след, а еще есть сгустки, похожие на поток, падающий на дыру. Это как раз то, что предсказывает теория. К тому же линии излучения, которые были яркими в 2021 году, к 2025−2026 годам то исчезали, то возвращались. Вероятно, это из-за того, что газовые комки в потоке то закрывают, то открывают горячую зону возле черной дыры.

Это открытие помогает объяснить, как черные дыры могут расти, даже блуждая по галактике. Возможно, именно так они набирают массу, прежде чем в итоге попасть в центр галактики и стать сверхмассивными.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что найден способ проверки черных дыр на «волосатость».