Ученые обнаружили этого космического монстра через светящееся гало, называемое «Кольцом Эйнштейна» — эффектом гравитационного линзирования. Линзирование возникает, когда массивный объект (например, скопление галактик или черная дыра) искривляет пространство-время, усиливая свет более далеких объектов позади него.
Открытие сверхмассивной черной дыры описано в статье от 7 августа в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Измерение молодых и крупных черных дыр связано с большой неопределенностью. Черные дыры нельзя увидеть напрямую (их обнаруживают по влиянию на излучение или близкие объекты), поэтому ученые используют модели для оценки размеров. Однако из-за огромных расстояний и погрешностей моделей расчеты массы не могут считаться абсолютно точными.
«Это одна из крупнейших, но не самая крупная», — заявил Томас Коннор, астрофизик из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института, не участвовавший в исследовании. Он отметил, что в другой галактике может находиться черная дыра, превосходящая ту, что в Подкове.
Рекорд пока удерживает черная дыра TON 618, описанная в журнале The Astrophysical Journal в 2019 году. Ее масса оценивается примерно в 40 млрд солнечных.
Для астрономов важна не только величина объекта. Наличие гигантских черных дыр в молодых галактиках ставит под вопрос наше понимание ранней Вселенной.
Считается, что сверхмассивные черные дыры есть в большинстве крупных галактик. Авторы исследования предполагают, что галактики и черные дыры могли эволюционировать совместно. Однако связь между галактиками и ультрамассивными черными дырами остается неясной.
Телескопы вроде JWST все чаще находят гигантские черные дыры в молодой Вселенной, что ставит вопрос: как они успели сформироваться так быстро?
Коннор признает, что ответов пока нет. Он сравнил размеры черной дыры в Подкове с обнаружением маленького Леброна Джеймса в детском саду: объяснить стремительный рост галактик «теоретически и вычислительно невероятно сложно».
Возможно, галактики и их черные дыры переживали фазу экстремального роста, поглощая материю, а затем оставались неактивными миллиарды лет. Но даже это противоречит текущим представлениям о темпах их развития.
Коннор подчеркнул, что загадка гигантских черных дыр заставляет ученых изучать их окружение, включая возможную роль темной материи.
Обнаружение объекта в Подкове стало возможно благодаря гравитационному линзированию и анализу движения звезд. Проблема в том, что многие массивные галактики с черными дырами остаются невидимыми из-за отсутствия линзы.
«Как найти другие гигантские галактики и измерить их черные дыры?» — задается вопросом Коннор.
