Астрономи, що використовують космічні телескопи Хаббл і Чандра, виявили потенційні свідчення “блукають” чорних дірок у невеликих карликових галактиках. Ці відкриття можуть містити ключі до розуміння того, як надмасивні чорні дірки росли так швидко в ранньому Всесвіті – давній загадці космології. Дослідження передбачає, що деякі чорні дірки не осідають у центрах галактик, а дрейфують крізь них, наче космічні кочівники.
Таємниця Ранніх Надмасивних Чорних Дір
Надмасивні чорні діри – у мільйони або мільярди разів масивніші за наше Сонце – тепер відомі як існуючі в ядрах більшості великих галактик. Однак космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) показує, що деякі існували шокуючи рано в історії Всесвіту, менш ніж через мільярд років після Великого вибуху. Це кидає виклик сучасним теоріям, які припускають, що формування цих гігантів у вигляді злиття та акреції зайняло б понад мільярд років.
Одне з пояснень – існування раннього “насіння” чорних дірок. Ці менші чорні діри могли б прискорити процес зростання, але вони залишаються невловимими під час прямих спостережень. Карликові галактики пропонують унікальний випробувальний майданчик для цієї ідеї, оскільки вони мають простішу і менш хаотичну історію, ніж більші галактики. Їх відносна тиша означає, що вони можуть зберегти “викопні сліди” цього раннього насіння чорних дірок.
Чому Карликові Галактики Важливі
Карликові галактики, маса яких у мільярди разів перевищує масу Сонця, ідеально підходять для вивчення формування чорних дірок. На відміну від масивних галактик, де злиття та інтенсивна активність затуманюють походження їх чорних дірок, карликові галактики пропонують більш ясний огляд. Дослідники припускають, що у цих менших системах чорні дірки можуть формуватися поза галактичного центру і залишатися там, ніколи не спираючи всередину.
Моделі передбачають, що до половини чорних дірок у карликових галактиках можуть бути блукаючими. Це означає, що поточні огляди, орієнтовані на галактичні центри, можуть не брати до уваги значну популяцію масивних чорних дір.
Розрізнення Блукаючих Чорних Дір від Інших Сигналів
Виявлення цих блукаючих чорних дірок важко. Їх необхідно відрізняти від інших яскравих джерел, таких як області зіркоутворення (регіони інтенсивного зіркоутворення) та вибухи наднових. Команда проаналізувала 12 карликових галактик, раніше виявлених у радіохвилях, виявивши вісім з активними галактичними ядрами (AGN), зміщеними від центру. Ці AGN вказують на наявність блукаючих чорних дірок.
Проблема полягає у підтвердженні цих сигналів. Більш тьмяні, ніж їхні великі аналоги, AGN у карликових галактиках важко виявити в оптичних та рентгенівських довжинах хвиль. Один кандидат (ID 64) виявився далеким AGN, випадково вирівняним із карликовою галактикою, що наголошує на труднощах у перевірці.
Наступні Кроки: Роль JWST
Команда використовувала Хаббл та Чандру для підтвердження одного позацентрового AGN, але сім залишаються непідтвердженими. Наступним кроком може стати використання космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST), який зможе з більшою точністю визначити джерела радіовипромінювання. Він може показати, чи виходять сигнали від чорних дірок, що блукають, у зоряних скупченнях або від далеких галактик, що перекриваються на небі.
«Визначити походження позаядерних радіоджерел може бути можливим завдяки винятковим можливостям JWST», – сказала Меган Р. Штурм, керівник групи.
Пошук блукаючих чорних дірок у карликових галактиках – перспективний напрямок для розуміння раннього Всесвіту та походження надмасивних чорних дірок. Якщо ці висновки будуть підтверджені, вони змінять наше розуміння формування та еволюції чорних дірок.
