В «Космической Подкове» обнаружили самую крупную черную дыру.

В 2007 году в процессе обзора Sloan Digital Sky Survey астрономы обнаружили гравитационно линзированную систему «Космическая Подкова» (SDSS J1148+1930), которую затем исследовали с помощью космического телескопа «Хаббл». 

Полученные изображения подтвердили ее структуру, позволив увидеть как подковообразное «кольцо», так и саму линзирующую галактику, такими, какими они были примерно четыре-пять миллиардов лет назад и десять миллиардов лет назад соответственно. Это означает, что ближайшая массивная галактика выступает в роли «линзы», а «кольцо» образовано искривленным светом более удаленного объекта. 

Теперь группа астрофизиков под руководством Карлоса Р. Мело-Карнейро (Carlos R. Melo-Carneiro) из Федерального университета Риу-Гранди-ду-Сул в Бразилии представила новый анализ «Космической Подковы». Результаты исследования, опубликованного на сервере препринтов Корнеллского университета, показали, что в центре линзирующей галактики, вероятно, находится рекордная черная дыра с массой около 36 миллиардов солнечных масс. 

К такому выводу астрофизики пришли, обнаружив в системе так называемую «радиальную дугу». Если дуги направлены вдоль радиального направления от центра линзирующего объекта (например, скопления галактик), их иногда называют «радиальными дугами» (radial arcs), в отличие от «тангенциальных дуг» (tangential arcs), которые вытянуты вдоль окружности вокруг центра. Именно благодаря радиальным дугам ученые могут определить наличие сверхмассивной черной дыры и другие особенности.

Таким образом, повторно исследуя изображения, полученные с помощью «Хаббла», авторы научного исследования проанализировали форму и положение радиальной дуги и «кольца» (внешней дуги), а затем, используя спектрограф MUSE, установленный на телескопе VLT, изучили скорости движения звезд в различных точках галактики. 

Объединив оба набора данных в единую модель, астрофизики пришли к выводу, что в центре линзы находится компонент, аналогичный черной дыре массой около 36 миллиардов солнечных. Для сравнения: масса сверхмассивной черной дыры Стрелец A*, находящейся в центре Млечного Пути, составляет четыре миллиона солнечных масс. 

Поскольку сама галактика-хозяйка чрезвычайно массивна, а полученная масса центрального объекта весьма велика, исследователи предположили, что данный объект может быть отражением другой «ветви» эволюции гигантских галактик и мог сформироваться либо в результате серии слияний больших галактик и черных дыр, либо путем быстрого наращивания массы. 

Поскольку открытие было сделано косвенным методом, для подтверждения результатов потребуется более широкая выборка гравитационных линз, подобных «Космической Подкове». С их помощью ученые смогут «взвесить» сверхмассивные черные дыры на различных этапах эволюции и объяснить, почему некоторые из них становятся столь тяжелыми.