На основном изображении видно Млечный путь, а на врезке – карликовую галактику Лев I
Астрономы из обсерватории Мак-Доналд, принадлежащей Техасскому университету в Остине, обнаружили неожиданно массивную чёрную дыру в центре карликовой галактики-спутника Млечного пути, Лев I. Масса этой чёрной дыры лишь немногим уступает массе сверхмассивной чёрной дыры, находящейся в центре Млечного пути. Работа «Dynamical Analysis of the Dark Matter and Central Black Hole Mass in the Dwarf Spheroidal Leo I» опубликована в журнале The Astrophysical Journal.
Диаметр галактики Лев I составляет порядка 2000 световых лет, а диаметр Млечного пути – около 100 000 световых лет. При этом масса чёрной дыры в центре галактики Лев I оценивается в 3 миллиона солнечных масс, а масса Стрельца A* — сверхмассивной чёрной дыры, находящейся в центре Млечного пути – в четыре миллиона солнечных. Такая диспропорция может стать отправной точкой для пересмотра теории эволюции галактик.
Команда астрономов изучала Лев I из-за её странного состава. В отличие от большинства карликовых галактик, спутников Млечного пути, в Льве I практически отсутствует тёмная материя. Учёные измерили профиль тёмной материи в этой галактике – то есть, изменение плотности от внешних краёв к центру. Это делается через измерение гравитационного притяжения звёзд – чем быстрее звёзды двигаются, тем больше материи находится внутри их орбит. Команде хотелось узнать, увеличивается ли плотность тёмной материи при приближении к центру, и совпадут ли измерения со старыми, сделанными на другом телескопе и дополненными компьютерными симуляциями.
Для своих наблюдений учёные использовали спектрограф VIRUS-W, установленный на 2,7-метровом телескопе. Это единственный в мире инструмент, способный помогать в подобных исследованиях тёмной материи. Оказалось, что собранным данным соответствует модель, по которой в галактике почти нет тёмной материи, зато есть сверхмассивная чёрная дыра в центре.
По словам Карла Гебхардта, одного из авторов работы, получается, что в Млечный путь падает очень маленькая галактика, центральная чёрная дыра которой при этом сравнима по массе с чёрной дырой в центре Млечного пути. Другой автор, Мария Хосе Бустаманте, добавила, что на сегодня нет никаких объяснений тому, как в карликовой сферической галактике могла появиться настолько массивная чёрная дыра.
Это открытие может объяснить, как в массивных галактиках вырастают сверхмассивные чёрные дыры. В эти галактики со временем падают их галактики-спутники, и чёрные дыры, находившиеся в центре этих спутников, сливаются с центральной чёрной дырой галактики, значительно увеличиваясь в массе. Гравитационные волны от подобных слияний – это новый тип сигнала, который теперь могут искать гравитационные обсерватории.
