Здавалося б, нічим не примітна карликова галактика, що обертається навколо нашого Чумацького Шляху, розкрила дивовижну таємницю завдяки роботі студентів-астрономів Техаського університету. Спочатку це було домашнє завдання, але їхнє дослідження несподівано показало, що Segue 1, невелика галактика всього за 75 000 світлових років від нас, не така проста, як здається. Його утримує не темна матерія, як вважали раніше вчені, а масивна, раніше невідома надмасивна чорна діра.
Чорна діра набагато більша, ніж очікувалося
Протягом багатьох років вчені вважали, що гравітація Segue 1 підтримується величезним ореолом темної матерії, невловимої речовини, яка не випромінює світла і становить значну частину Всесвіту. Проте робота студентів, опублікована в The Astrophysical Journal Letters, показує, що чорна діра з масою, яка в 450 000 разів перевищує масу нашого Сонця, є основною силою, яка утримує галактику разом. Це важливе відкриття, оскільки маса чорної діри приблизно в десять разів перевищує загальну масу всіх зірок у першій серії.
Натан Ліджуан, аспірант Техаського університету в Сан-Антоніо, зіграв ключову роль у цьому відкритті. Щоб проаналізувати поведінку галактики, він використовував передові методи комп’ютерного моделювання, отримані на курсі «Галактична та гравітаційна динаміка».
Як студенти розкрили правду
Клас під керівництвом професорів Карла Гебхардта (UT Austin) і Річарда Анантуа (UT San Antonio) розділився на групи, щоб змоделювати різні сценарії для Segue 1. Одна група, зокрема, зосередилася на можливості чорної діри. Щоб виділити гравітаційні ефекти Segue 1, студенти спочатку видалили зірки, які піддаються гравітації Чумацького Шляху. Потім вони вивчили швидкість і напрямок решти зірок, виявивши, що ближчі до центру рухаються по швидких, щільних орбітах, що вказує на наявність чорної діри. Моделі, які включали чорну діру, забезпечили набагато кращу відповідність спостережуваним рухам зірок Segue 1.
Наслідки для розуміння галактик
Це відкриття піднімає важливі питання щодо нашого розуміння карликових галактик і ролі чорних дір у ранньому Всесвіті. Це свідчить про те, що надмасивні чорні діри можуть бути більш поширеними в малих галактиках, ніж вважалося раніше. Незвичайна маса чорної діри відносно маси зірок у галактиці свідчить про те, що Segue 1 могла бути більшою галактикою, яка втратила більшу частину свого газу та перестала утворювати зірки через взаємодію з Чумацьким Шляхом.
Це відкриття також знайшло відображення в нещодавніх відкриттях, зроблених за допомогою телескопа Джеймса Вебба, який ідентифікував «маленькі червоні крапки» — об’єкти в ранньому Всесвіті, які виглядали як масивні чорні діри, оточені лише кількома зірками. Деякі дослідники вважають, що ці об’єкти можуть бути «зорями чорної діри», гігантськими сферами газу, що оточують чорні діри.
Це дослідження служить потужним нагадуванням про те, що свіжі ідеї можуть виникнути в результаті перегляду існуючих даних.
Наступним кроком Ліхуан планує використовувати передове комп’ютерне моделювання та штучний інтелект для дослідження інших карликових галактик, у яких раніше вважалося домінуючою темною матерією, потенційно відкриваючи нові сюрпризи щодо складу та еволюції нашого Всесвіту. Відкриття пропонує цінні підказки щодо того, як розвивалися галактики і, можливо, сам Всесвіт – у ландшафті, де масивні чорні діри можуть відігравати більш значну роль, ніж вважалося спочатку.
