Есть некоторые основания считать, что между размером черной дыры в центре галактики и скоростью расширения самой галактики есть корреляция. Однако верно ли это для галактик меньше, чем Млечный Путь, не так ясно. Тем не менее это важно для понимания того, как в процессе зарождения и развития Вселенной возникали и эволюционировали все эти объекты.
В своей новой работе международная группа астрономов, работавшая с инструментами сразу трех наземных обсерваторий и одной космической, исследовала галактику NGC 4395, которая находится в 14 миллионах световых лет от Земли.
В отличие от спиральных или линзообразных галактик, у NGC 4395 нет балджа — «вздутия» в центре, которое состоит в основном из старых звезд. Это исторически первая плоская галактика, в центре которой астрономы обнаружили черную дыру. Ранее массу NGC 4395 оценивали в достаточно широком диапазоне — от 49 до 400 тысяч солнечных.
Чтобы уточнить эти значения, авторы использовали метод реверберационного картирования. Он основан на измерении времени, за которое излучение от окружающего звезду аккреционного диска доходит до так называемой области образования широких линий (broad line region, BLR). Материал в этой области рассеян в большей степени, чем в аккреционном диске. Излучение аккреционного диска ионизирует BLR. Вспышки, возникающие из-за ионизации, могут зафиксировать астрономы, определив таким образом необходимое время и, соответственно, расстояние между этими двумя областями. А по этому расстоянию уже можно оценить массу черной дыры в центре галактики: считается, что чем расстояние больше, тем больше и дыра.
Читайте также: Увидеть черную дыру и не умереть. Что мы знаем о черных дырах
Чтобы подсчитать массу NGC 4395, астрономы использовали данные американских наземных обсерваторий MDM и Маунт-Леммон, архивные снимки космической обсерватории «Хаббл», а также северный телескоп чилийской обсерватории Gemini — с его помощью они оценили собственную скорость BLR, которую тоже необходимо учитывать в расчетах. Оказалось, что излучение из аккреционного диска галактики добралось до ее BLR за 83 минуты. Вкупе с остальными данными это позволило ученым вычислить массу черной дыры в центре NGC 4395, которая, как оказалось, составляет около 10 000 солнечных масс.
Авторы отмечают, что это самая маленькая черная дыра, массу которой ученые определили благодаря реверберационному картированию. Новые данные позволяют переместить этот объект из класса сверхмассивных черных дыр (от 105 до 1011 солнечных масс) в класс черных дыр средней массы (от 102 до 105).
Работа астрономов показывает, что, несмотря на некоторую нетипичность — в частности, отсутствие балджа, — NGC 4395 все же подчиняется общим закономерностям развития галактик. Полученные данные позволят ученым лучше понимать, как устроены небольшие галактики с небольшими черными дырами в центре.
Наиль Фарукшин