Некоторые чёрные дыры растут гораздо быстрее, чем их галактики

Фото из открытых источников

Практически в каждой галактике есть сверхмассивная чёрная дыра. Те немногие, в которых её нет, были выброшены в результате столкновения галактик. Это происходит потому, что галактики и их чёрные дыры формировались параллельно. 

До сих пор ведутся споры о том, формировались ли галактики вокруг зародышей сверхмассивных чёрных дыр или наоборот, но существует множество доказательств в поддержку идеи о том, что они развиваются вместе. Одним из доказательств является тот факт, что сверхмассивные чёрные дыры обычно составляют около половины процента массы галактики. Корреляция масс чёрных дыр и галактик указывает на сильную связь в процессе их формирования. Точно так же корреляция между размером города и количеством проживающих в нём людей указывает на связь между размером его структуры и численностью населения.

Однако недавно исследование обнаружило огромные галактические черные дыры, что ставит под сомнение наше понимание их эволюции. Для этого исследования команда использовала рентгеновский телескоп eROSITA и другие средства наблюдения, чтобы изучить более 20 000 квазаров. Квазары питаются активными сверхмассивными черными дырами. Поглощая близлежащее вещество, черные дыры испускают огромное количество света, например, рентгеновского и радиоизлучения. Интенсивность излучения квазара связана с массой черной дыры, поэтому квазары являются отличным инструментом для изучения распределения масс черных дыр. Для многих квазаров нам также известна масса их галактик. Наблюдая за областью квазара в видимом и инфракрасном диапазонах, мы можем определить яркость галактики, которая пропорциональна ее массе.

Когда команда сравнила массы галактик с массами их черных дыр, восемь квазаров выделились среди остальных. Вместо обычного соотношения масс 200 к 1, у этих систем соотношение составило 20 к 1. Другими словами, масса этих черных дыр составляет около 5% от массы галактики. Более того, три из квазаров оказались одними из самых ярких в выборке, что означает, что они поглощают материю с исключительной скоростью. Авторы предполагают, что масса этих черных дыр может удвоиться всего за миллиард лет.

Короче говоря, эти гигантские чёрные дыры пожирают сами себя, уничтожая дома и жилища.

Одна из отличительных особенностей этих необычных черных дыр заключается в том, что их галактики особенно тусклые. Это означает, что в них содержится гораздо меньше звезд, чем, скажем, в Млечном пути. Возможно, со временем образуется больше звезд. Также возможно, что черная дыра поглотит достаточно вещества, чтобы последующие звезды не смогли образоваться. У нас недостаточно наблюдений, чтобы определить, какой именно вариант верен.

Судя по имеющимся наблюдениям, похоже, существует механизм, при котором рост черных дыр может быстро опережать рост галактик, по крайней мере, на некоторое время. Таким образом, хотя причинно-следственная связь между ними в целом существует, она не всегда сильна. Между галактиками и их черными дырами происходит нечто тонкое и сложное, и нам потребуется больше наблюдений, чтобы определить, что именно.