Поиск блуждающих черных дыр в карликовых галактиках
Совершать поиск черных дыр в центрах карликовых галактик — задача непростая. Одной из причин является их склонность к блужданию, в результате чего они могут находиться не в центре галактики. Существует множество галактик, которые потенциально могут содержать такие черные дыры, но до настоящего момента недостаточно данных, чтобы подтвердить их присутствие. Исследование, выполненное Меган Штурм из Университета штата Монтана и ее коллегами, проанализировало дополнительные данные, собранные с помощью телескопов Чандра и Хаббл, по набору из 12 потенциальных активных галактических ядер (AGN). Из них удалось подтвердить существование всего трех, что подчеркивает сложность изоляции этих массивных «блуждателей».
Зачем искать черные дыры в центрах галактик? Ранние черные дыры могли стать «семенами» галактик. Тем не менее, крупные галактики, такие как наше Млечное расстояние, претерпели множество слияний, что затрудняет восстановление истории развития супер-массивной черной дыры в их центре. В отличие от них, карликовые галактики не подвергались столь значительным изменениям, что позволяет астрономам предположить, как могли выглядеть черные дыры в ранние дни вселенной и лучше понять формирование этих галактических «семян».
Процесс, благодаря которому черные дыры блуждают, также представляет интерес. Некоторые симуляции карликовых галактик предсказывают, что до 50% из их центральных черных дыр могут находиться вне центра. Это может быть вызвано слиянием (которое также происходит и для некоторых более мелких карликовых галактик), при котором черная дыра получает гравитационный «удар» и выталкивается из центра. Вполне возможно, что черные дыры могли образоваться в газовых облаках, которые изначально не находились в центре галактики; поэтому газ и пыль вокруг них либо не успели адаптироваться к их гравитационному притяжению, либо находятся в нестабильном гравитационном танце, при котором черная дыра никогда не окажется в центре.
Чтобы найти этих неуловимых гигантов, авторы исследования проанализировали данные телескопов Чандра и Хаббл по 12 карликовым галактикам, которые были выявлены с помощью Очень большого массива (Very Large Array). Эти галактики были «радио-отобранными» из списка с 111 карликовых галактик, поскольку они испускали радио-сигналы, типичные для аккрецирующих черных дыр, хотя эти сигналы могли быть вызваны обычным星образованием. Авторы стремились определить происхождение этих сигналов и подтвердить или опровергнуть существование этих черных дыр.
Из 12 кандидатами были полностью подтверждены лишь три с использованием «многоволновых данных» сильных сигналов в радиодиапазоне (VLA), рентгеновских лучах (Chandra) и оптическом диапазоне (Hubble), хотя даже среди них не все были особенно яркими во всех трех диапазонах. Один из них, известный как «ID 26», был единственным, кто подтвердился как «яркий» во всех трех диапазонах. Еще один (ID 82) был заметен только в рентгеновских лучах, что подразумевает, что его оптический свет вероятно скрыт газом и пылью. В то время как предыдущие исследования обнаружили «корональные» линии, указывающие на то, что это аккрецирующая черная дыра. В то время как ID 83 был очень ярким в рентгеновских лучах и имел оптические спектры, совпадающие с черной дырой.
В наборе данных также оказались два «импостера», которые первоначально выглядели как потенциальные AGN, но авторы нашли другие причины для их яркости. ID 64 имела интенсивный оптический источник, смещенный от центра своей галактики, однако после анализа красного смещения галактики по сравнению с оптическим источником авторами стало ясно, что этот источник на самом деле является фоновым объектом, который совпал с передней карликовой галактикой. Таким образом, AGN фона создал иллюзию, что он «блуждает» в
