Обнаружена одна из самых больших черных дыр

Команда, возглавляемая Даремским университетом Великобритании, использовала гравитационное линзирование, когда галактика на переднем плане преломляет свет от более удаленного объекта и увеличивает его, а также суперкомпьютерное моделирование на установке DiRAC HPC, что позволило команде внимательно изучить, как свет изгибается черной дырой внутри галактики в сотнях миллионов световых лет от Земли.

Они обнаружили сверхмассивную черную дыру, масса которой в 30 миллиардов раз превышает массу нашего Солнца, в галактике на переднем плане — масштабы, редко встречающиеся астрономам.

Это первая черная дыра, обнаруженная с помощью техники, когда команда имитирует свет, проходящий через Вселенную сотни тысяч раз. Каждая симуляция включает в себя черную дыру разной массы, меняющую путь света к Земле.

Когда исследователи включили сверхмассивную черную дыру в одну из своих симуляций, путь, по которому свет из далекой галактики достигает Земли, совпал с путем, видимым на реальных изображениях, полученных космическим телескопом Хаббла.

Ведущий автор, доктор Джеймс Найтингейл, факультет физики Даремского университета, сказал: «Эта конкретная черная дыра, масса которой примерно в 30 миллиардов раз превышает массу нашего Солнца, является одной из самых больших из обнаруженных и находится на верхнем пределе того, насколько большими, по нашему мнению, могут стать черные дыры теоретически, так что это чрезвычайно захватывающее открытие».

Гравитационная линза возникает, когда кажется, что гравитационное поле галактики переднего плана искажает свет галактики заднего плана, то есть мы наблюдаем это более одного раза.

Как и настоящая линза, она также увеличивает фоновую галактику, позволяя ученым изучать ее более детально.

Доктор Найтингейл сказал: «Большинство самых больших черных дыр, о которых мы знаем, находятся в активном состоянии, когда материя, притянутая близко к черной дыре, нагревается и высвобождает энергию в виде света, рентгеновских лучей и другого излучения».

Гравитационное линзирование позволяет изучать неактивные черные дыры, что в настоящее время невозможно в далеких галактиках. Этот подход может позволить обнаружить гораздо больше черных дыр за пределами нашей локальной Вселенной и показать, как эти экзотические объекты эволюционировали в космическом времени».

Исследование, в котором также участвует Институт Макса Планка в Германии, открывает заманчивую возможность того, что астрономы могут обнаружить гораздо больше неактивных и сверхмассивных черных дыр, чем считалось ранее, и выяснить, как они стали такими большими.

История этого конкретного открытия началась еще в 2004 году, когда коллега-астроном Даремского университета, профессор Аластер Эдж, заметил гигантскую дугу гравитационной линзы при просмотре изображений обзора галактики.

Перенесемся на 19 лет вперед, и с помощью некоторых изображений чрезвычайно высокого разрешения, полученных с помощью телескопа НАСА «Хаббл» и суперкомпьютера DiRAC COSMA8 в Даремском университете, доктор Найтингейл и его команда смогли вернуться к этому и исследовать нё дальше.

Команда надеется, что это первый шаг к более глубокому изучению тайн черных дыр, и что будущие крупномасштабные телескопы помогут астрономам изучать еще более далекие черные дыры, чтобы узнать больше об их размерах и масштабах.

Результаты опубликованы сегодня в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.