NGC 4395 находится в созвездии Гончих Псов, на расстоянии около 14 миллионов световых лет от нас. Авторы и права: Mount Lemmon Observatory / CC BY-SA 4.0.
Международная группа астрономов обнаружила, что центральная чёрная дыра близлежащей спиральной галактики NGC 4395 имеет массу около 10000 солнечных масс – примерно в 40 раз легче, чем считалось ранее.
Для маленьких или карликовых галактик остаётся открытым вопрос: есть ли у этих галактик чёрные дыры, и если они есть, то насколько они массивны?
Ответ на эти вопросы может помочь астрономам понять сам механизм, с помощью которого эти чудовищные чёрные дыры сформировались, когда Вселенная находилась в зачаточном состоянии.
Чтобы определить массу чёрной дыры в NGC 4395, доктор Елена Галло (Elena Gallo) и её коллеги из Сеульского национального университета, Университета штата Сан-Диего, Университета Мичигана и Университета науки и технологии Хэфэй, использовали технику реверберации.
Этот метод измеряет массу, отслеживая излучение, выбрасываемое так называемым аккреционным диском, вращающимся вокруг чёрной дыры.
Когда излучение от этого аккреционного диска выбрасывается в окружающее пространство, оно проходит через другое облако материала, более удалённое от чёрной дыры, которое также является более рассеянным, чем аккреционный диск. Эта область называется областью широкой линии.
Когда излучение достигает этой области, то оно вызывает переход атомов в нём. Это означает, что излучение выбивает электрон из оболочки атома водорода, например, заставляя атом занимать более энергетический уровень атома.
После прохождения излучения атом возвращается в свое прежнее состояние. Астрономы могут изобразить этот переход, который выглядит как вспышка яркости.
Измеряя, сколько времени требуется, чтобы излучение аккреционного диска попало в область широкой линии и вызвало эти вспышки, а также скорость вращения материала в данной области, исследователи могут оценить, насколько далеко от чёрной дыры находится область широкой линии. Используя эту информацию, они могут рассчитать массу чёрной дыры.
Считается, что расстояние зависит от массы чёрной дыры. Чем больше чёрная дыра, тем больше расстояние и тем дольше свет будет идти от аккреционного диска к широкой линии.
Используя данные обсерватории MDM, команда подсчитала, что для достижения широкой линии излучению требуется около 83 минут. В результате учёные смогли определить, что масса чёрной дыры примерно в 10 000 раз больше массы нашего Солнца. Это также самая маленькая чёрная дыра, обнаруженная с помощью реверберации. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Источник: universetoday.ru