Команда астрономов из США и Республики Кореи обнаружила, что черная дыра в центре соседней карликовой галактики NGC 4395 весит примерно в 10 тысяч раз больше Солнца, но в 40 раз меньше, чем считалось ранее, сообщается на сайте Университета штата Мичиган. Выводы опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Чтобы определить массу черной дыры в галактике NGC 4395, астрономы использовали реверберационное картирование. Этот метод позволяет измерить массу, отслеживая излучение, выбрасываемое так называемым аккреционным диском вокруг черной дыры. Аккреционный диск – это масса вещества, «собранного» гравитационным притяжением черных дыр.
Когда излучение распространяется из этого аккреционного диска, оно проходит через другое облако материала, более удаленное от черной дыры, которое является более рассеянным, чем аккреционный диск. Эта область называется «областью широкой линии» (broad-line region).
Когда излучение попадает в эту область, оно вызывает перемещение атомов газа, который формирует область. Это означает, что излучение выбивает электрон из оболочки атома водорода, например, заставляя атом занимать более энергетический уровень. После того, как излучение «проскочит», атом возвращается в свое прежнее состояние. Этот переход можно изобразить в виде вспышки света.
Измеряя, сколько времени требуется, чтобы излучение аккреционного диска попало в «область широкой линии» и вызвало эти вспышки, астрономы могут оценить, как далеко эта область находится от черной дыры. Используя эту информацию, они могут рассчитать массу черной дыры: чем больше черная дыра, тем больше расстояние и тем дольше свет будет добираться от аккреционного диска до широкой области».
Используя данные Обсерватории МДМ (США), астрономы подсчитали, что для того, чтобы излучение достигло широкой области от аккреционного диска, потребовалось около 83 минут (плюс-минус 14 минут). Чтобы вычислить массу черной дыры, они также должны были измерить скорость, с которой облако «области широкой линии» движется под влиянием гравитации черной дыры. Этот параметр они измерили с помощью спектрометра GMOS на телескопе Джемини север в обсерватории Джемини.
Зная это число, скорость широкой области, скорость света и так называемую гравитационную постоянную или меру гравитационной силы, астрономы смогли определить, что масса черной дыры примерно в 10000 раз больше массы Солнца, но примерно в 40 раз легче, чем считалось ранее. Это также самая маленькая черная дыра, найденная с помощью реверберации.
Измерение массы «карликовых» черных дыр позволят специалистам испробовать методы, которые в будущем помогут определить массы более крупных черных дыр.
[Фото: NASA]
