Астрономы увидели, как маленькая галактика доставила черную дыру в другую галактику

Наблюдатели, возможно, видели систему доставки черной дыры в галактике в действии. Астрономы считают, что меньшая галактика действует как «космический мальчик с пиццей», доставляя черную дыру в другую, более крупную галактику.

Данные рентгеновской обсерватории Чандра НАСА и космического телескопа Хаббла были использованы, чтобы показать, как другая галактика могла доставить большую черную дыру в спиральную галактику NGC 4424. NGC 4424 кажется, слились в течение последних полумиллиарда лет из-за его своеобразной морфологии. Из-за нехватки газа звездообразование во внешних частях галактики полностью прекратилось, а во внутренней области оно все еще происходит в умеренной степени. Через три миллиарда лет NGC 4424, скорее всего, станет линзовидной галактикой.

NGC 4424 расположена примерно в 54 миллионах световых лет от Земли в скоплении галактик Девы. Основная панель показывает широкоугольное оптическое изображение этой галактики на этом ранее опубликованном изображении, ширина которого составляет примерно 45 000 световых лет.

По оценкам, черная дыра в ее центре имеет массу от 60 000 и 100 000 солнц. Кроме того, по всей галактике могут существовать миллионы черных дыр звездной массы с массой от пяти до тридцати солнечных.

Как показано на прилагаемом изображении, NGC 4424 рассматривается крупным планом с использованием рентгеновских данных Chandra (синий) и инфракрасных данных Хаббла (красный), которые были скорректированы, чтобы показать более слабые детали, скрытые моделью.

Размер врезки составляет 1160 световых лет в поперечнике. По словам авторов исследования, продолговатый красный объект представляет собой скопление звезд под названием «Нихули», относящееся к празднованию Тулини, во время которого желают богатого урожая. Кластер был назван в честь языка суми из Нагаленда в Индии. В данных Чандра есть точечный источник рентгеновского излучения.

По словам исследователей, Нихули является центром небольшой галактики, большинство звезд которой было уничтожено в результате столкновения с более крупной галактикой NGC 4424. Ее вытянутая форма также обусловлена ​​гравитационными силами, когда она падает к центру NGC 4424.

В настоящее время Нихули находится примерно в 1300 световых годах от центра NGC 4424, или в 20 раз ближе, чем наша планета к собственной черной дыре.

Согласно рентгеновским данным Чандра, вещество из Нихули может падать на черную дыру звездной массы. Ожидается, что в скоплении размером с Нихули эти меньшие черные дыры будут редкостью, поэтому они утверждают, что эти меньшие черные дыры, скорее всего, являются результатом медленного падения материала на более массивную черную дыру весом от 40 000 до 150 000 Солнц.

Ожидается, что черная дыра такого размера будет обнаружена в центре NGC 4424. В результате исследователи пришли к выводу, что Нихули, следовательно, является системой доставки черных дыр в NGC 4424, принося с собой массивную черную дыру в этом кейс.

Если предположить, что в центре NGC 4424 находится массивная черная дыра, черная дыра Нихули должна вращаться вокруг нее. В этом сценарии расстояние, разделяющее две массивные черные дыры, будет сокращаться до тех пор, пока не возникнут гравитационные волны, объединяющие их.

Статья с описанием этих результатов появилась в декабрьском номере журнала за 2021 г. Астрофизический журнала препринт доступен в Интернете.