Космический телескоп Chandra помог найти одну из самых мощных черных дыр

Эта черная дыра, находящаяся в скоплении галактик RX J1532.9+3021 (или RX J1532), создала гигантские структуры в горячем газе, который его окружает, сообщили исследователи из американского космического агентства. Изображение, выпущенное НАСА, показывает собранные вместе рентгеновские данные телескопа Chandra, представленные фиолетовыми оттенками, и оптические данные, полученные от космического телескопа Хаббл (Hubble), где отображаются галактики желтым цветом.

RX J1532 очень яркая в рентгеновских лучах, что намекает на её массивность – на самом деле, исследователи полагают, что масса кластера примерно в квадрильон раз больше массы Солнца. В центре скопления большая эллиптическая галактика – что-то вроде дома для сверхмассивной черной дыры, но количество горячего газа в этой области озадачило исследователей.

«Горячий газ, светящийся в рентгеновских лучах, должен остыть, в то время как плотный газа в центре скопления должен остывать еще быстрее», сказали представители НАСА. «Давление в этот прохладном газе должно упасть, в результате чего газ расширится в сторону галактики, образуя триллионы звезд на этом пути. Тем не менее, астрономы не нашли доказательств взрыва звезд, образующихся в центре этого кластера».

Согласно изображениям, полученным от Chandra и Very Large Array (VLA), причина того, что большое количество звезд не формируются в этой группе – наличие двух больших полостей в горячем газе по обе стороны от центральной галактики, расположившихся на одной прямой с джетами. Наличие черной дыры между ними предполагает, что сверхзвуковые джеты, генерируемые этой самой черной дырой, «просверливают» горячий газ и толкают его в сторону, формируя эти полости.

«Ударные фронты, вызванные расширением полостей, и выделение энергии звуковых волн служат источником тепла, который не позволяет большей части газа охлаждаться и формировать новые звезды», сказали ученые из НАСА. «Каждая полость простилается примерно на 100 тысяч световых лет, что почти равно ширине галактики Млечный Путь. Мощность, необходимая для их создания,  одна из крупнейших среди известных в скоплениях галактик».

В самом деле, требуется мощность, почти в 10 раз больше мощности, необходимой для формирования хорошо известных полостей в Персее, объяснили астрономы. В то время как вещество, падая в черную дыру, скорее всего генерирует энергию, необходимую для питания этих джетов, исследователи не обнаружили ни одного рентгеновского излучения из этого материала.

Это явление объяснимо, если черная дыра на самом деле ультрамассивная, а не сверхмассивная, – это означает, что она имеет массу примерно в 10 млрд. раз больше, чем наше Солнце. Этот тип черной дыры, вероятно, будет в состоянии создать мощные джеты без необходимости потреблять большое количество массы, что ограничивает излучение, возникающее при падении в нее материала.

Альтернативное объяснение этому – черная дыра всего в один миллиард раз больше, чем Солнце, но крутится так быстро, что это может привести к генерации более мощных джетов, чем у более медленно вращающихся – без дополнительного потребления материи. Не смотря на то, в обоих объяснениях, черная дыра чрезвычайно массивная.