Нови доказателства от рентгеновата обсерватория Чандра на НАСА, предизвикали преобладаващите идеи за това как растат черни дупки в центровете на галактиките. Астрономите отдавна смятат, че свръхмасивна черна дупка и издутините звезди в центъра на нейната галактика-домакин растат със същата скорост - колкото по-голяма е издутината, толкова по-голяма е черната дупка. Ново проучване на данните на Чандра обаче разкри две близки галактики със свръхмасивни черни дупки, които растат по-бързо от самите галактики.
Масата на гигантска черна дупка в центъра на галактика обикновено представлява мъничка фракция - около 0,2 процента - от масата, съдържаща се в издутината, или област от плътно натрупани звезди, заобикалящи я. Целите на последното проучване на Чандра, галактики NGC 4342 и NGC 4291, имат черни дупки 10 пъти до 35 пъти по-масивни, отколкото трябва да бъдат сравнени с техните издутини. Новите наблюдения с Чандра показват ореолите или масивните обвивки на тъмната материя, в които пребивават тези галактики, също са с наднормено тегло.
Това проучване предполага, че двете свръхмасивни черни дупки и тяхната еволюция са обвързани с ореолите на тъмната си материя и не растат в тандем с галактическите издутини. В този изглед черните дупки и ореолите от тъмна материя не са с наднормено тегло, но общата маса в галактиките е твърде ниска.
„Това ни дава повече доказателства за връзка между две от най-загадъчните и най-мрачните явления в астрофизиката - черни дупки и тъмна материя - в тези галактики“, казва Акос Богдан от Харвардско-Смитсонския център за астрофизика (CfA) в Кеймбридж, Масачузетс ., който ръководи новото проучване.
NGC 4342 и NGC 4291 са близо до Земята в космическо отношение, на разстояния от 75 милиона и 85 милиона светлинни години. Астрономите са знаели от предишни наблюдения, че тези галактики са домакини на черни дупки със сравнително големи маси, но не са сигурни какво е отговорно за различието. Въз основа на новите наблюдения на Чандра обаче, те са в състояние да изключат явление, известно като приливна събличане.
Събличането на приливите се случва, когато някои звезди на галактиката се отнемат от гравитацията по време на близка среща с друга галактика. Ако се беше извършило подобно събличане, ореолите най-вече щяха да липсват. Тъй като тъмната материя се простира по-далеч от галактиките, тя е по-свободно свързана с тях, отколкото със звездите и е по-вероятно да бъде изтеглена.
За да изключат приливи на приливи, астрономите използваха Чандра, за да потърсят доказателства за горещ газ, излъчващ рентгенови лъчи около двете галактики. Тъй като налягането на горещия газ - изчислено от рентгенови снимки - балансира гравитационното дърпане на цялата материя в галактиката, новите данни на Чандра могат да предоставят информация за ореолите на тъмната материя. Установено е, че горещият газ се разпространява широко около NGC 4342 и NGC 4291, което предполага, че всяка галактика има необичайно масивен ореол на тъмната материя и че приливите на приливите не са малко вероятни.
„Това е най-ясното доказателство, което имаме в близката вселена, за черните дупки, които растат по-бързо от тяхната хостваща галактика“, каза съавторът Бил Форман, също от CfA. „Не е, че галактиките са били компрометирани при близки срещи, а вместо това са имали някакво арестувано развитие.“
Как може масата на черна дупка да расте по-бързо от звездната маса на нейната галактика? Авторите на проучването предполагат, че голяма концентрация на газ се върти бавно в галактическия център е това, което черната дупка консумира много рано в своята история. Той расте бързо и докато расте, количеството газ, което може да натрупа или преглътне, се увеличава заедно с енергията, отделена от натрупването. След като черната дупка достигне критична маса, изблиците, захранвани от постоянната консумация на газ, предотвратяват охлаждането и ограничават производството на нови звезди.
„Възможно е свръхмасивната черна дупка да достигне голям размер, преди изобщо да има много звезди в галактиката“, каза Богдан. "Това е съществена промяна в начина ни на мислене за това как галактиките и черните дупки се развиват заедно."
Резултатите бяха представени на 11 юни на 220-ата среща на Американското астрономическо дружество в Анкоридж, Аляска. Изследването също е прието за публикуване в The Astrophysical Journal.
