Астрономы, использующие космические телескопы Хаббл и Чандра, обнаружили потенциальные свидетельства «блуждающих» чёрных дыр в небольших карликовых галактиках. Эти открытия могут содержать ключи к пониманию того, как сверхмассивные чёрные дыры росли так быстро в ранней Вселенной – давней загадке космологии. Исследование предполагает, что некоторые чёрные дыры не оседают в центрах галактик, а дрейфуют сквозь них, словно космические кочевники.
Тайна Ранних Сверхмассивных Чёрных Дыр
Сверхмассивные чёрные дыры – в миллионы или миллиарды раз массивнее нашего Солнца – теперь известны как существующие в ядрах большинства крупных галактик. Однако космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) показывает, что некоторые существовали шокирующе рано в истории Вселенной, менее чем через миллиард лет после Большого взрыва. Это бросает вызов современным теориям, которые предполагают, что формирование этих гигантов посредством слияний и аккреции заняло бы более миллиарда лет.
Одно из объяснений – существование ранних «семян» чёрных дыр. Эти меньшие чёрные дыры могли бы ускорить процесс роста, но они остаются неуловимыми при прямых наблюдениях. Карликовые галактики предлагают уникальную испытательную площадку для этой идеи, поскольку они имеют более простую и менее хаотичную историю, чем более крупные галактики. Их относительная тишина означает, что они могут сохранить «ископаемые следы» этих ранних семян чёрных дыр.
Почему Карликовые Галактики Важны
Карликовые галактики, масса которых в миллиарды раз превышает массу Солнца, идеально подходят для изучения формирования чёрных дыр. В отличие от массивных галактик, где слияния и интенсивная активность затуманивают происхождение их чёрных дыр, карликовые галактики предлагают более ясный обзор. Исследователи предполагают, что в этих меньших системах чёрные дыры могут формироваться за пределами галактического центра и оставаться там, никогда не спираляя внутрь.
Модели предсказывают, что до половины чёрных дыр в карликовых галактиках могут быть блуждающими. Это означает, что текущие обзоры, ориентированные на галактические центры, могут упускать из виду значительную популяцию массивных чёрных дыр.
Различение Блуждающих Чёрных Дыр от Других Сигналов
Выявление этих блуждающих чёрных дыр затруднительно. Их необходимо отличать от других ярких источников, таких как области звездообразования (регионы интенсивного звездообразования) и взрывы сверхновых. Команда проанализировала 12 карликовых галактик, ранее обнаруженных в радиоволнах, выявив восемь с активными галактическими ядрами (AGN), смещёнными от центра. Эти AGN указывают на наличие блуждающих чёрных дыр.
Проблема заключается в подтверждении этих сигналов. Более тусклые, чем их крупные аналоги, AGN в карликовых галактиках трудно обнаружить в оптических и рентгеновских длинах волн. Один кандидат (ID 64) оказался далёким AGN, случайно выровненным с карликовой галактикой, что подчеркивает трудности в проверке.
Следующие Шаги: Роль JWST
Команда использовала Хаббл и Чандру для подтверждения одного внецентрового AGN, но семь остаются неподтверждёнными. Следующим шагом может стать использование космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), который сможет с большей точностью определить источники радиоизлучения. Он может показать, исходят ли сигналы от блуждающих чёрных дыр в звёздных скоплениях или от далёких галактик, перекрывающихся на небе.
«Определить происхождение внеядерных радиоисточников может быть возможно благодаря исключительным возможностям JWST», – сказала Меган Р. Штурм, руководитель группы.
Поиск блуждающих чёрных дыр в карликовых галактиках – перспективное направление для понимания ранней Вселенной и происхождения сверхмассивных чёрных дыр. Если эти выводы будут подтверждены, они изменят наше понимание формирования и эволюции чёрных дыр.
