О сверхмассивной черной дыре, получившей название Leo I*, еще в конце 2021 года впервые заговорила независимая группа астрономов. Они заметили, что звезды набирают скорость по мере приближения к центру галактики (это свидетельство существования черной дыры), но напрямую зафиксировать излучение было невозможно.

Теперь астрофизики Гарвард-Смитсоновского центра Фабио Пакуччи и Ави Леб предложили новый способ проверки существования сверхмассивной черной дыры.

"Черные дыры — неуловимые объекты, и иногда им нравится играть с нами в прятки, — говорит ведущий автор исследования  Фабио Пакуччи. — Лучи света не могут покинуть горизонт событий, но окружающая среда может быть чрезвычайно яркой — если в гравитационный колодец попадет достаточное количество материала. Но если черная дыра не аккрецирует массу, она не излучает света, и ее становится невозможно обнаружить с помощью наших телескопов".

Это проблема с Лео I — карликовой галактикой, настолько лишенной газа, доступного для аккреции, что ее часто называют "ископаемым". Так неужели мы оставим надежду увидеть эту галактику? Возможно, нет, говорят астрономы.

"Мы предположили, что небольшое количество массы, которую теряют звезды, блуждающие вокруг черной дыры, может обеспечить необходимую для наблюдения скорость аккреции, — объясняет Пакуччи. — Старые звезды становятся очень большими и красными — мы называем их красными гигантами. Красные гиганты, как правило, имеют сильные ветры, которые уносят часть их массы в окружающую среду. Кажется, что пространство вокруг Leo I* содержит достаточно этих древних звезд, чтобы черная дыра была видна".

По словам соавтора исследования Ави Леба, наблюдение за Leo I* может стать прорывом: "Это будет вторая ближайшая сверхмассивная черная дыра после той, что находится в центре нашей галактики, с очень похожей массой, но в галактике, которая в тысячу раз менее массивна, чем Млечный Путь. Этот факт бросает вызов всему, что мы знаем о том, как галактики и их центральные сверхмассивные черные дыры совместно эволюционируют. Как такой огромный ребенок родился от худого родителя?"

Десятилетия исследований показывают, что в центре большинства массивных галактик находится сверхмассивная черная дыра, а масса черной дыры составляет десятую долю процента от общей массы окружающего ее сфероида звезд.

"В случае с Leo I, — продолжает Леб, — нам стоило ожидать гораздо меньшую черную дыру. Вместо этого, Leo I, похоже, содержит черную дыру в несколько миллионов раз больше массы Солнца, аналогичную той, что находится в Млечном Пути. Это захватывающе, потому что наука обычно продвигается больше всего, когда происходит неожиданное".

При этом, по словам астрофизиков пока рано ожидать изображения черной дыры. Команда воспользовалась телескопом космической рентгеновской обсерватории Чандра и радиотелескопом Very Large Array в Нью-Мексико и в настоящее время анализирует новые данные.

Пакуччи говорит: "Лео I* играет в прятки, но излучает слишком много радиации, чтобы оставаться незамеченным долгое время".

Работа астрофизиков описана в исследовании, опубликованном сегодня в Astrophysical Journal Letters.