Гигантская черная дыра внутри крошечной галактики-спутника не поддается объяснению

Карликовая галактика Льва I находится примерно в 820 000 световых лет от Земли, а ее диаметр составляет всего около 2 000 световых лет. До сих пор астрономы считали, что масса галактики примерно в 15–30 миллионов раз больше массы нашего Солнца. Это крошечный размер по сравнению с Млечным Путем, который, по оценкам, весит 1,5 триллиона солнц и чей диск имеет ширину более 100 000 световых лет.

Неожиданно в самом сердце маленькой галактики Лев I оказалась черная дыра, которая почти такая же большая, как дыра в центре всего Млечного Пути, как показало новое исследование. Открытие не оправдывает ожиданий, поскольку астрономы полагали, что гигантские черные дыры растут в результате столкновений между галактиками и должны соответствовать размеру галактики.

"Нет никакого объяснения этому типу черной дыры в карликовых сфероидальных галактиках", - заявила Мария Хосе Бустаманте, аспирант по астрономии Техасского университета в Остине и ведущий автор новой статьи.

Открытие произошло случайно. Изначально ученые намеревались измерить количество темной материи во Льве I с помощью прибора Virus-W на 2,7-метровом телескопе Харлан обсерватории Макдональда Техасского университета. Virus-W измеряет движение звезд в небольших галактиках вокруг Млечного Пути и определяет количество темной материи в этих галактиках по этому движению. Темная материя - это таинственный невидимый материал, противодействующий силе гравитации. Ученые могут измерить его концентрацию во Вселенной, основываясь на его влиянии на орбиты и скорости ближайших звезд. Чем больше темной материи на орбите звезды, тем быстрее она движется.

Когда команда обработала данные, собранные в ходе наблюдений, с помощью своих компьютерных моделей, они обнаружили, что у Льва I, похоже, в основном нет темной материи, а есть черная дыра в центре размером с 3 миллиона солнц. (Черная дыра Стрельца A * в центре Млечного Пути только на 25% больше)

"У вас есть очень маленькая галактика, которая падает в Млечный Путь, и ее черная дыра примерно такой же массивной, как и Млечный Путь", - говорит Карл Гебхардт, астрофизик из Техасского университета в Остине и соавтор нового исследования. "Соотношение масс абсолютно огромно".

Результаты отличаются от предыдущих расчетов темной материи в галактике Льва I. По их словам, предыдущие исследования были основаны на менее точных данных и не имели доступа к таким мощным суперкомпьютерам, как команда Остина.

В предыдущих исследованиях ученые не видели более плотных внутренних областей галактики и в основном сосредоточились на доступной информации о нескольких отдельных звездах. Однако эти наборы данных, похоже, содержат непропорционально большое количество медленных звезд. Расчеты, основанные на этом смещенном наборе данных, не смогли выявить темную материю во внутренних областях. В случае Льва I количество темной материи в ранее невидимых центральных областях оказывается намного выше, чем на краях.