Новое исследование показывает, что центральная сверхмассивная черная дыра Млечного Пути образовалась в результате слияния с другой черной дырой около 9 миллиардов лет назад. Открытие, сделанное с использованием данных телескопа Event Horizon, помогает объяснить быстрое вращение черной дыры и ее несовпадение с галактикой.

Происхождение сверхмассивных черных дыр, которые весят более чем в миллион раз больше массы Солнца и расположены в центрах большинства галактик, остается одной из величайших загадок во Вселенной.

Теперь исследователи из Центра астрофизики UNLV в Неваде (NCfA) нашли убедительные доказательства того, что сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути — Стрелец А* (SgrA*) — вероятно, образовалась в результате прошлого космического слияния.

Исследование основано на недавних наблюдениях с телескопа Event Horizon (EHT), который сделал первое прямое изображение Стрельца A* в 2022 году, недавно опубликованное в журнале Nature Astronomy. EHT является результатом глобального исследовательского сотрудничества, которое синхронизирует данные восьми существующих радиоастрономических обсерваторий по всему миру для создания гигантского виртуального телескопа размером с Землю.

Это первое изображение SgrA*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Это первое прямое визуальное свидетельство существования черной дыры. Его запечатлел телескоп Event Horizon Telescope (EHT), массив, который объединяет восемь существующих радиообсерваторий на Земле, образуя виртуальный телескоп «размером с Землю». Телескоп назван в честь горизонта событий — границы черной дыры, из которой не может вырваться свет. Источник: Совместная группа EHT.

Астрофизики UNLV Ихан Ван и Бин Чжан использовали наблюдения EHT за Стрельцом A*, чтобы найти доказательства того, как он мог образоваться. Считается, что сверхмассивные черные дыры образуются в результате длительных периодов аккреции материи или слияния двух существующих черных дыр.

Исследовательская группа UNLV изучила различные модели роста, чтобы понять необычное быстрое вращение и смещение SgrA* относительно галактического углового момента. Команда продемонстрировала, что крупное событие слияния SgrA* с другой сверхмассивной черной дырой, возможно, из галактики-спутника, лучше всего объясняет эти необычные особенности.

«Это открытие прокладывает путь к нашему пониманию того, как растут и развиваются сверхмассивные черные дыры. Большое смещение вращения SgrA* предполагает, что она могла слиться с другой черной дырой, резко изменив амплитуду и направление ее вращения».

С помощью сложного моделирования исследователи смоделировали последствия слияния, приняв во внимание различные сценарии, соответствующие наблюдаемым спиновым свойствам SgrA*. Результаты показывают, что слияния с соотношением масс 4:1 и сильно наклоненной орбитальной конфигурацией могут воспроизводить спиновые свойства, наблюдаемые с помощью EHT.

«Это слияние, вероятно, произошло около 9 миллиардов лет назад, после того как Млечный Путь слился с галактикой Гайя-Энцелад», — сказал Чжан, заслуженный профессор физики и астрономии UNLV и директор-основатель NCfA. «Это событие не только предоставляет доказательства теории слияния многослойных черных дыр, но также дает представление о динамической истории Млечного Пути».

SgrA* расположен в центре Млечного Пути, на расстоянии более 27 000 световых лет от Земли, и точные инструменты, такие как EHT, могут предоставлять прямые изображения, чтобы помочь ученым проверить прогнозные теории.

Исследователи говорят, что результаты исследования окажут большое влияние на будущие наблюдения с помощью будущих космических детекторов гравитационных волн, таких как космическая антенна лазерного интерферометра (LISA), запуск которой запланирован на 2035 год и который, как ожидается, обнаружит аналогичные слияния сверхмассивных черных дыр во Вселенной.

Составлено из/SciTechDaily