Учёные нашли чёрную дыру массой 36 миллиардов Солнц — она бросает вызов моделям эволюции галактик

Астрономы сделали сенсационное открытие: в центре гравитационной линзы «Космическая подкова» скрывается одна из самых массивных чёрных дыр, известных науке. Исследование показало, что в галактике LRG 3–757, расположенной в 5,5 миллиарда световых лет от Земли, находится ультрамассивная чёрная дыра (UMBH) с колоссальной массой 36 миллиардов солнечных.

«Космическая подкова» представляет собой гравитационную линзу — явление, при котором массивная галактика искривляет и усиливает свет далёкого фона, создавая характерное кольцо Эйнштейна. LRG 3–757, выступающая в роли линзы, относится к категории ярких красных галактик (LRG) и сама по себе является одной из самых массивных, известных науке: её масса примерно в 100 раз превышает массу Млечного Пути. Новое исследование не только подтвердило существование гигантской чёрной дыры в её центре, но и выявило, что она не вписывается в стандартные модели эволюции галактик.

Учёные проверили, соответствует ли масса этой чёрной дыры зависимости между массой сверхмассивных чёрных дыр и скоростями звёзд в центральной части галактики. Чем массивнее чёрная дыра, тем быстрее должны двигаться звёзды в её окрестностях. Однако UMBH в LRG 3–757 отклоняется от этой зависимости: её масса слишком велика для заданной скорости звёздного движения. Это указывает на то, что эволюция таких массивных галактик могла идти по особому сценарию, отличному от общепринятых представлений.

Исследователи предполагают несколько возможных объяснений этой аномалии. Один из вариантов — так называемое «вычищение центра», которое может происходить при слиянии двух гигантских галактик. В этом процессе двойная чёрная дыра, образовавшаяся после столкновения, выбрасывает значительное количество звёзд из центра, что снижает их среднюю скорость, но практически не влияет на массу самой чёрной дыры. Другая гипотеза связывает ультрамассивные чёрные дыры с древними квазарами — активными галактическими ядрами, которые на ранних этапах существования Вселенной поглощали огромное количество вещества, быстро увеличивая свою массу.

В ближайшие годы миссия Euclid и будущий телескоп ELT позволят получить больше данных о подобных объектах. Ожидается, что Euclid обнаружит сотни тысяч гравитационных линз, что поможет глубже изучить эволюцию галактик и их центральных чёрных дыр. Эти открытия могут значительно изменить наши представления о том, как формируются и развиваются самые массивные структуры во Вселенной.