Массивное слияние: исследование выявило доказательства происхождения сверхмассивной черной дыры в центре галактики!

Происхождение метко названных сверхмассивных черных дыр, которые могут весить более чем в миллион раз больше массы Солнца и располагаться в центрах большинства галактик, остается одной из величайших загадок космоса.

Теперь исследователи из Невадского центра астрофизики при UNLV (NCfA) обнаружили убедительные доказательства того, что сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечный Путь, известная как Стрелец А* (Sgr A*), вероятно, является результатом прошлое космическое слияние.

Исследование, опубликованное 6 сентября в журнале Nature Astronomy, основано на недавних наблюдениях Телескопа горизонта событий (EHT), который сделал первое прямое изображение Стрельца А* в 2022 году. EHT, результат глобального исследовательского сотрудничества, синхронизирует данные восьми существующих радиообсерваторий по всему миру, чтобы создать огромный виртуальный телескоп размером с Землю.

Астрофизики UNLV Ихан Ван и Бин Чжан использовали данные наблюдения EHT за Sgr A*, чтобы найти доказательства того, как он мог образоваться. Считается, что сверхмассивные черные дыры растут либо за счет аккреции материи с течением времени, либо за счет слияния двух существующих черных дыр.

Команда UNLV исследовала различные модели роста, чтобы понять своеобразное быстрое вращение и смещение Стрельца А* относительно углового момента Млечного Пути. Команда продемонстрировала, что эти необычные характеристики лучше всего объясняются крупным событием слияния с участием Sgr A* и другой сверхмассивной черной дыры, вероятно, из галактики-спутника.

«Это открытие прокладывает путь к нашему пониманию того, как растут и развиваются сверхмассивные черные дыры», — сказал Ван, ведущий автор исследования и постдокторант NCfA в UNLV. «Смещенный высокий спин Sgr A* указывает на то, что он, возможно, слился с другой черной дырой, резко изменив ее амплитуду и ориентацию вращения».

Используя сложное моделирование, исследователи смоделировали последствия слияния, рассматривая различные сценарии, которые соответствуют наблюдаемым спиновым свойствам Sgr A*. Их результаты показывают, что слияние с соотношением масс 4:1 и сильно наклоненной орбитальной конфигурацией может воспроизвести спиновые свойства, наблюдаемые с помощью EHT.

«Это слияние, вероятно, произошло около 9 миллиардов лет назад, после слияния Млечного Пути с галактикой Гайя-Энцелад», — сказал Чжан, выдающийся профессор физики и астрономии в UNLV и директор-основатель NCfA. «Это событие не только подтверждает теорию иерархического слияния черных дыр, но и дает представление о динамической истории нашей галактики».

Sgr A* находится в центре галактики на расстоянии более 27 000 световых лет от Земли, а сложные инструменты, такие как EHT, обеспечивают прямую визуализацию, которая помогает ученым проверять прогнозные теории.

Исследователи говорят, что результаты исследования будут иметь важное значение для будущих наблюдений 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 сверхмассивные черные точки. слияние дыр во Вселенной.