Телескоп Джеймса Уэбба (JWST) предоставил самые убедительные доказательства того, что сверхмассивная чёрная дыра активно покидает свою галактику-хозяина с ошеломляющей скоростью 3,5 миллиона километров в час (2,2 миллиона миль в час). Это открытие, которое в настоящее время проходит рецензирование для публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters, подтверждает десятилетия теоретических предсказаний об этих редких космических событиях. Эта находка предлагает критически важный взгляд на хаотичную динамику эволюции галактик и экстремальные взаимодействия между сверхмассивными чёрными дырами.
Охота на Космического Беглеца
Астрономы впервые идентифицировали кандидата в беглецы в 2023 году, обнаружив необычный звёздный поток на архивных изображениях космического телескопа Хаббла. Последующие наблюдения в обсерватории Кека выявили чёрную дыру массой в 20 миллионов солнечных масс, оставляющую за собой 200 000 световых лет новообразованных звёзд – след в два раза больше диаметра Млечного Пути. Этот след является ключевым: он показывает, что чёрная дыра не просто образовалась в изоляции, а активно двигалась в пространстве, увлекая за собой газ.
Наблюдения JWST в среднем инфракрасном диапазоне предоставили окончательное доказательство: отчетливую ударную волну, или носовую ударную волну, образующуюся на переднем крае убегающей чёрной дыры. Эта ударная волна аналогична следу за быстро движущимся кораблём, при этом чёрная дыра выступает в качестве невидимого судна, толкающего газ и пыль перед собой.
«Всё в этом объекте говорило нам о том, что это что-то действительно особенное, но видеть это чёткое проявление в данных было невероятно приятно», — сказал ведущий автор исследования Питер ван Доккум, профессор астрономии и физики Йельского университета.
Как Чёрные Дыры Сбегают?
Сверхмассивные чёрные дыры (СМЧД) обычно находятся в центрах галактик и удерживаются на месте огромными гравитационными силами. Чтобы одна из них сбежала, должно произойти экстраординарное событие. В настоящее время ведущая теория предполагает, что яростные взаимодействия между как минимум двумя СМЧД – каждая из которых имеет массу более 10 миллионов солнц – могут создать «толчок», достаточно сильный, чтобы выбросить одну из них.
Наблюдаемая беглая чёрная дыра, вероятно, является результатом такой хаотичной встречи. Это означает, что галактики могут потерять свою центральную СМЧД, что непредсказуемо изменит их будущее развитие. Насилие этих взаимодействий было бы огромным, переформировавшим окружающую галактическую среду.
Дальнейшие Исследования и Открытые Вопросы
Хотя это первая подтвержденная беглая СМЧД, астрономы подозревают, что другие также существуют. Один из перспективных кандидатов – «Косминая Сова», загадочная система на расстоянии около 11 миллиардов световых лет. «Косминая Сова» имеет два галактических ядра, каждое из которых содержит активную СМЧД, а также третью СМЧД, встроенную в облако газа между ними. Происхождение этой третьей чёрной дыры остаётся неясным. Некоторые исследователи предполагают, что она сбежала из одной из галактик-хозяев, но наблюдения JWST группы ван Доккума предполагают, что она могла сформироваться на месте путём прямого коллапса газа после того, как галактики почти столкнулись.
Открытие бегущих чёрных дыр углубляет наше понимание эволюции галактик. Изучая эти аномалии, ученые могут лучше моделировать динамику слияния чёрных дыр, взаимодействия галактик и долгосрочную судьбу галактических структур. Способность JWST наблюдать эти явления с беспрецедентной детализацией обещает раскрыть дальнейшие секреты самых энергетических процессов Вселенной.
