Самая тяжелая черная дыра живет на заднем дворе Млечного Пути

Используя новую методику, астрономы смогли точно измерить массу самой тяжелой в ближней к нам части Вселенной черной дыры. Она находится в центре эллиптической галактики М-87, расположенной в созвездии Девы.

Чтобы измерить массу черной дыры, группа астрономов под руководством Карла Гебхардта из университета Техаса в Остине решила точно измерить скорости движения звезд в непосредственной близости от самой дыры. Объектом исследования стали звезды, вращающиеся в пределах двух световых лет от центра. Для этого ученые использовали 8-метровый телескоп Gemini на Гавайских островах и инфракрасный спектрограф, позволяющий измерять скорости по допплеровскому сдвигу линий в спектрах звезд.

Параллельно с этими измерениями студент Джереми Мерфи использовал другой инструмент, из обсерватории Западного Техаса, чтобы исследовать внешние области галактики – так называемое темное гало. Эта область пространства простирается в десятки раз дальше видимой границы галактики и заполнена темной материей, составляющей большую часть ее массы. Ученые давно поняли, что галактики состоят далеко не только из того вещества, которое можно наблюдать в телескоп в различных диапазонах волн. Если бы это было так, то скорость вращения звезд по мере удаления от центра галактик падала бы. Однако оптические и радионаблюдения показывают, что в большинстве случаев скорости вращения звезд и газа почти не зависят от расстояния до центра, а иногда даже возрастают к краю. Это обстоятельство указывает на то, что бал в большинстве галактик правит не столько видимое барионное вещество, сколько проявляющая себя исключительно гравитационным взаимодействием темная материя.

Гигант на заднем дворе

Чтобы точно определить массу центральной черной дыры, ученым необходимо принять в расчет все компоненты наблюдаемой галактики. Поэтому изучение внутренних и внешних областей галактики позволяет отдельно оценить вклад звезд, газа и темной материи в общую массу. Таким способом астрономы и вычислили массу черной дыры в М-87 -- она оказалась равна 6,6 млрд солнечных масс. «Это самая большая дыра в ближайшей Вселенной. В терминах крупнейших галактик это буквально у нас на заднем дворе», -- пояснил карл Гебхардт. Рекордная масса и сравнительно небольшое расстояние (ок. 50 млн световых лет) дают ученым надежду на то, что М-87 станет первой галактикой, у которой удастся напрямую сфотографировать явления, происходящие у горизонта событий черной дыры.

Хотя черные дыры становятся объектом исследований ученых, а сам термин уже стал на научных конференциях и в СМИ достаточно обыденным, формально черные дыры до сих пор считаются гипотетическими небесными объектами. Возможность существования дыр вытекает из общей теории относительности, однако до сих пор об их свойствах судят по косвенным наблюдениям – влиянию на окружающие их объекты и свет.

Увидеть дыру

«До сих пор нет ни одного прямого доказательства существования черных дыр. Никаких, абсолютно никаких наблюдательных проявлений. Просто все другие объяснения исключаются», -- добавил Гебхардт. В будущем, используя сеть наземных телескопов, ученые надеются сфотографировать тень черной дыры М-87, отбрасываемую на окружающий ее газовый диск. Это стало бы первым прямым доказательство существования подобных объектов.