Телескоп «Джеймс Уэбб» подтвердил существование сверхмассивной черной дыры-беглеца

Астрономы официально подтвердили существование первой сверхмассивной черной дыры, которая покинула пределы своей галактики, используя данные, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Это наблюдение закрепило предварительные данные, впервые полученные в 2023 году с помощью телескопа «Хаббл», когда была зафиксирована протяженная линейная структура, указывающая на движение массивного объекта.

Космический объект-изгнанник находится в системе взаимодействующих кольцевых галактик, получившей название «Космическая Сова», которая удалена от Земли примерно на 9 миллиардов световых лет. Эта черная дыра, масса которой эквивалентна 10 миллионам масс Солнца, движется со скоростью около 1000 километров в секунду (примерно 2,2 миллиона миль в час). Такая скорость достаточна для преодоления гравитационного притяжения родной галактики и устремления в межгалактическое пространство.

Свидетельством стремительного движения объекта служит гигантская дуговая ударная волна (bow-shock) впереди черной дыры и протяженный линейный след из светящегося газа, который тянется примерно на 200 000 световых лет (62 килопарсека) позади нее. Движение было верифицировано путем точного измерения градиента скорости в смещенном газе на кончике этого следа, что выявило скорость, превышающую скорость звука на Земле примерно в 3000 раз. В турецких материалах этот объект фигурирует под обозначением RBH-1, с оценкой скорости около 954 километров в секунду.

Группа исследователей, возглавляемая Питером ван Доккумом из Йельского университета, подтвердила эти данные с помощью прибора NIRSpec телескопа JWST, который выявил резкий перепад скорости около 600 километров в секунду между областями непосредственно перед ударным фронтом и после него. Данное открытие служит прямым подтверждением теоретического предсказания о последствиях слияний сверхмассивных черных дыр, обсуждавшегося в научной литературе на протяжении пяти десятилетий. Механизм изгнания объекта связывают с отдачей от гравитационных волн (gravitational wave recoil kick), возникшей в результате асимметричного толчка при слиянии двух сверхмассивных черных дыр.

Черная дыра в настоящее время удалена от своей первоначальной позиции примерно на 230 000 световых лет и, по прогнозам, будет двигаться в межгалактическом пространстве миллиарды лет. След, оставленный объектом, генерирует ударные волны, которые нагревают и сжимают межгалактический газ, что может инициировать формирование новых звезд позади движущегося объекта. Наблюдение за этим следом, который может быть вдвое больше диаметра Млечного Пути, предоставляет астрономам новый наблюдательный признак для поиска аналогичных выброшенных черных дыр в будущих миссиях.