Нове дослідження повідомляє, що смуга світла, що тягнеться від віддаленої галактики, може бути першою вірною ознакою гігантської чорної діри . Передбачувана чорна діра, покидаючи галактику-господар, залишає за собою слід із новонароджених зірок і шокованого газу. Якщо це підтвердиться, міжгалактична втеча може допомогти астрономам дізнатися більше про те, що відбувається з чорними дірами, коли галактики стикаються.
«Це дуже круте, випадкове відкриття», — каже астроном Шарлотта Ангус з Копенгагенського університету, яка не брала участі в новій роботі. «Можливість того, що це може бути пов’язано з надмасивною чорною дірою, яка була викинута з її галактики, дуже захоплююча. Ці події були передбачені теорією, але до цих пір для них було мало доказів».
Шукаючи карликові галактики, що стикаються , за допомогою космічного телескопа Hubble, астроном Пітер ван Доккум і його колеги помітили щось незвичайне: довгу пряму лінію, яка, здавалося, простягалася від далекої галактики, ставала все вужчою та яскравішою з ходом.
«Що б це не було, ми цього раніше не бачили», — каже ван Доккум з Єльського університету. «Більшість астрономічних об’єктів мають форму спіралі або краплі. Не так багато об’єктів, які є просто лінією на небі». Коли астрономи все-таки бачать лінії, вони зазвичай виникають від чогось, що рухається, наприклад супутника, що перетинає поле зору телескопа.
Щоб зрозуміти, що це таке, ван Доккум і його колеги провели подальші спостереження в обсерваторії Кека на Гаваях. Ці спостереження показали, що ця смуга була пов’язана з галактикою, світлу якої знадобилося близько 8 мільярдів років — більше половини віку Всесвіту — щоб досягти Землі, повідомляє команда в статті, поданій 9 лютого на arXiv.org. Вимірювання відстані дозволило команді обчислити довжину лінії: приблизно 200 000 світлових років.
Це, безперечно, виключало супутник.
«Ми розглянули багато пояснень, і найкраще підходить те, що ми спостерігаємо, — це масивний об’єкт, як чорна діра, який дуже швидко віддаляється від галактики», — каже ван Доккум.
Чорні діри самі по собі невидимі. Але «якщо чорна діра залишає галактику, вона не йде сама по собі», — каже ван Доккум. Частина зірок і газу, які були гравітаційно пов’язані з чорною дірою, залишають її разом. Цей газ буде випромінювати сильне випромінювання, яке зможуть виявити телескопи. Шлях чорної діри крізь газ і пил у зовнішніх регіонах галактики може також стиснути частину цього газу в нові зірки, які також будуть видимі.
Інша можливість полягає в тому, що лінія є струменем випромінювання, випущеним центральною надмасивною чорною дірою галактики. Але такий сценарій, ймовірно, призведе до вузького променя, коли він знаходиться близько до галактики, і розширюється, коли віддаляється. Ця смуга робить навпаки.
Якщо це чорна діра, вона могла бути викинута з центру галактики через взаємодію з однією або двома іншими чорними дірами поблизу. У центрі майже кожної галактики є надмасивна чорна діра. Коли галактики зливаються, їхні центральні чорні діри також з часом зливаються. Якщо умови сприятливі, це злиття може дати чорній дірі, що утвориться, «штовхнути», відправивши її в політ на високій швидкості.
Крім того, чорна діра могла бути викинута в результаті розбиття трьох галактик. Коли третя галактика приєднується до поточного злиття, три надмасивні чорні діри борються за позицію. Одна чорна діра може бути викинута з галактичного розгрому, тоді як дві інші злітають повільніше в іншому напрямку.
Це те, що ван Доккум вважає, що сталося в цьому випадку. Є ознаки коротшої, тьмянішої смуги, що йде в протилежному напрямку від яскравої прямої лінії.
Потрібні додаткові спостереження цієї системи, можливо, за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба, щоб підтвердити, що це справді викинута надмасивна чорна діра, каже Ангус. Допомогли б і додаткові теоретичні розрахунки того, як має виглядати надмасивна чорна діра-втікач.
Ця знахідка мотивує Ангуса шукати в архівних даних більше потенційних смуг чорної діри. «Мені цікаво, чи є ще такі функції в чиїхось даних, які могли бути пропущені», — каже вона.
Ван Доккум теж. «Тепер, коли ми знаємо, що шукати, ці дуже тонкі смуги, має сенс повернутися до даних Хаббла. У нас є зображення Хаббла за 25 років, які не шукали з цією метою», — каже він. «Якщо можна знайти більше, я думаю, ми зможемо це зробити».