Вчені вважають, що надмасивна чорна діра ховається в центрі практично кожної галактики у Всесвіті з масою, яка в мільйони чи мільярди разів перевищує Сонце і чия величезна сила тяжіння відповідає за утримання всіх зірок. Однак серце скупчення галактик Авелл 2261, розташоване приблизно на 2.7 мільярда світлових років від Землі, здається, порушує теорію. Правила астрофізики вказують на те, що має існувати величезне чудовисько з 3,000 до 100,000 XNUMX мільйонів мас Сонця, порівнянне з вагою деяких найбільших відомих. Однак, як би дослідники не переставали шукати, знайти його немає можливості. Останні спостереження з рентгенівською обсерваторією НАСА і космічним телескопом Хаббл лише заглиблюються в таємницю.
Використовуючи дані Чандри, отримані в 1999 і 2004 роках, астрономи вже шукали в центрі Абелла 2,261 ознаку надмасивної чорної діри. Вони полювали на матеріал, який перегрівся, потрапивши в чорну діру і створивши рентгенівські промені, але вони не виявили такого джерела.
Висланий після злиття
Тепер, отримавши нові та довші спостереження за Чандрою, отримані в 2018 році, команда під керівництвом Кайхана Гултекіна з Мічиганського університету провела більш глибокі пошуки чорної діри в центрі галактики. Вони також розглянули альтернативне пояснення, при якому чорна діра була викинута після злиття двох галактик, кожна з яких має свою дірку, щоб утворити спостережену галактику.
Коли чорні діри зливаються, вони створюють хвилі в просторі-часі, які називаються гравітаційними хвилями. Якби велика кількість гравітаційних хвиль, породжених такою подією, була сильнішою в одному напрямку, ніж інший, теорія передбачає, що нова, ще більш масивна чорна діра була б відправлена на повній швидкості з центру галактики в протилежному напрямку. Це називається віддаленою чорною дірою.
Астрономи не знайшли остаточних доказів віддачі чорної діри, і невідомо, чи наближаються супермасиви досить близько один до одного, щоб створювати гравітаційні хвилі та зливатися. Наразі вони перевірили лише розплавлення значно менших об’єктів. Пошук більшого, що віддаляється, спонукав би вчених шукати гравітаційні хвилі від злиття надмасивних чорних дір.
Непрямі сигнали
Вчені вважають, що це могло статися в центрі Абелла 2261 за двома непрямими ознаками. По-перше, дані оптичних спостережень від Хаббла і телескопа Субару виявляють галактичне ядро - центральну область, де кількість зірок в галактиці має максимальне значення, набагато більше очікуваного, для галактики її розміру. Друга ознака полягає в тому, що найщільніша концентрація зірок в галактиці знаходиться на відстані понад 2,000 світлових років від центру, напрочуд віддаленого.
Під час злиття надмасивна чорна діра в кожній галактиці опускається до центру новозлитої галактики. Якщо їх утримує сила тяжіння і їх орбіта починає зменшуватися, очікується, що чорні діри будуть взаємодіяти з навколишніми зірками і витісняти їх з центру галактики. Це пояснювало б велике ядро Abell 2261.
Зосереджена концентрація зірок також могла бути спричинена такою жорстокою подією, як злиття двох надмасивних чорних дір та подальша віддача однієї, більшої чорної діри.
В зорах ні сліду
Хоча є вказівки на те, що відбулося злиття чорної діри, ні дані Чандри, ні дані Хаббла не свідчать про наявність самої чорної діри. Раніше дослідники використовували Хаббл для пошуку групи зірок, які могла бути змітана віддаленою чорною дірою. Вони вивчили три скупчення поблизу центру галактики і дослідили, чи є рух зірок у цих скупченнях досить високим, щоб припустити, що вони містять чорну діру в 10 мільярдів сонячних мас. Не було знайдено чітких доказів наявності чорної діри в двох групах, а зірки в іншій були занадто слабкими, щоб зробити корисні висновки.
Раніше вони також вивчали спостереження за Abell 2261 за допомогою дуже великого масиву Карла Г. Янського з NSF. Радіовипромінювання, виявлене поблизу центру галактики, припускає, що там діяла надмасивна чорна діра 50 мільйонів років тому, але це не вказує на те, що центр галактики в даний час містить таку чорну діру.
Потім вони вирушили до Чандри, щоб шукати матеріал, який перегрівся та виробив рентгенівські промені, потрапляючи в чорну діру. Хоча дані показали, що найщільніший гарячий газ не знаходився в центрі галактики, він не був показаний ні в центрі скупчення, ні в жодному з зоряних скупчень. Автори дійшли висновку, що або немає жодної чорної діри в жодному з цих місць, або що вона притягує матеріал занадто повільно, щоб створити детектуючий рентгенівський сигнал.
Таємниця розташування цієї гігантської чорної діри продовжується. Хоча пошуки були безуспішними, астрономи сподіваються, що космічний телескоп Джеймса Вебба може виявити його присутність. Якщо Вебб не може його знайти, то найкраще пояснення полягає в тому, що чорна діра відійшла досить далеко від центру галактики.
