Астрономи на підставі кінематики зірок у центральній зоні галактики отримали пряму оцінку маси найважчої з відомих пар надмасивних чорних дір. Подвійна чорна діра розташована в радіогалактиці 4C+37.11 і її маса становить 28 мільярдів мас Сонця, ідеться в статті, опублікованій у The Astrophysical Journal.
Roger W. Romani et al. / arXiv, 2013
Події злиттів галактик можуть породжувати пари надмасивних чорних дір з відстанню між ними 1-100 кілопарсек, надалі чорні діри поступово скорочуватимуть орбіту до парсекових масштабів завдяки динамічному тертю і взаємодії з оточуючими зірками, поки не зіллються в єдину чорну діру, породивши сплеск гравітаційних хвиль. Дослідження подібних систем необхідні для розуміння їхнього впливу на активність галактичного ядра та еволюції галактик.
Група астрономів на чолі з Тіртом Сурті (Tirth Surti) з Інституту астрофізики, елементарних частинок і космології Кавлі повідомила про результати вимірювання маси подвійної чорної діри в центрі радіогалактики 4C+37.11. Дослідники використовували дані спостережень 3,6-метрового телескопа обсерваторії WIYN і 8-метрового телескопа “Джеміні-Північ”, щоб відстежити розподіл швидкостей зірок у центральній зоні галактики, а потім підібрали під дані спостережень відповідну динамічну модель, що описує рух зірок у гравітаційному полі центрального масивного об’єкта.
4C+37.11 являє собою масивну еліптичну галактику, оточену яскравим рентгенівським гало, що розташована на відстані близько 750 мільйонів світлових років від Сонця. Те, що її ядро містить два компактні змінні компоненти, було помічено ще 2004 року.
Виміряна динамічна маса пари чорних дір, відстань між якими оцінюють у 24 світлових роки, становила 28 мільярдів мас Сонця, що робить її найважчою серед відомих подвійних надмасивних чорних дір та другою за масою серед чорних дір у Місцевому Всесвіті, для яких виміри проведені надійним кінематичним методом (на першому місці перебуває галактика Holmberg 15A). Розрахунковий радіус сфери гравітаційного впливу пари чорних дір оцінюється в 1,38 кілопарсека.
Отримана оцінка маси вкладається в кореляцію між радіусом ядра галактики та масою чорної діри для еліптичних галактик із ядром, а також у відоме співвідношення між масою НМЧД і дисперсією швидкостей у ядрі галактики для еліптичних галактик із ядрами, які також є найяскравішими галактиками в скупченнях. Це свідчить на користь ідеї про те, що галактика-господар пари чорних дір виникла завдяки кільком великим подіям злиттів галактик, а з ядра були видалені зірки, здатні скорочувати орбіту подвійної системи.