Велетенська чорна діра в центрі нашої галактики має неочікуваний оберт, що, ймовірно, є наслідком злиття з іншою великою чорною дірою. Злиття майже напевно сталося з меншою, але все ще технічно супермасивною чорною дірою, яка була в центрі галактики, поглиненої Чумацьким Шляхом.
Перше зображення чорної діри, зроблене за допомогою Телескопа горизонту подій, та подальші дослідження чорної діри нашої галактики Стрільця A* викликали велику зацікавленість. Два астрономи вважають, що вони помітили на цих зображеннях щось, що інші пропустили. Вони дійшли висновку, що Стрілець A* обертається дивовижно швидко для об’єкта такого віку і розміру. Більше того, напрямок його обертання не співпадає з обертанням Чумацького Шляху в цілому, як це було б очікувано.
Доктор Їхан Ван та професор Бін Чжан з Університету Невади в Лас-Вегасі стверджують, що ці особливості є спадщиною масштабного злиття з чорною дірою подібного розміру.
Досі тривають дискусії щодо походження супермасивних чорних дір (SMBH), які знаходяться в центрі більшості, якщо не всіх середніх або великих галактик. Однак після їхнього утворення існують два процеси, за допомогою яких вони виростають до сотень мільйонів або десятків мільярдів разів більшої маси, ніж Сонце. Один із цих процесів – акреція, коли газ обертається до SMBH, створюючи в процесі яскравий диск.
Другий процес – це злиття з іншими чорними дірами. Оскільки SMBH трапляються набагато рідше, ніж зіркові чорні діри, а їхні злиття ще рідше, ми ще не виявили гравітаційні хвилі від таких колосальних подій. Однак є багато причин бути впевненими, що це відбувається: ми бачимо злиття галактик і докази минулих злиттів у Чумацькому Шляху. Коли це трапляється, чорні діри спочатку обертаються одна навколо одної. Зрештою, такі орбіти зникають, і злиття створює ще більш супермасивну діру.
Залишається дискусія щодо відносної важливості акреції та злиттів, при цьому «теорія ієрархічних злиттів чорних дір» наголошує на важливості останніх.
Тепер, здається, у нас є докази зовсім поруч (за космічними стандартами).
Коли зірки зливаються, кутовий момент, який передає менший об’єкт, може прискорити продукт злиття. Це вважається найбільш ймовірним поясненням для деяких аномально швидко обертових зірок, і астрономи змогли розрахувати ймовірні характеристики об’єкта. Логічно, що такий самий процес може відбуватися і з SMBH, але важче провести «судову експертизу» об’єкта, який ми візуалізуємо лише за його тінню, а не бачимо безпосередньо.
Проте Ван і Чжан підозрюють, що злиття відбулося 9 мільярдів років тому, коли Чумацький Шлях злився з галактикою Gaia-Enceladus, і співвідношення мас між двома SMBH становило 4:1.
Якби Gaia-Enceladus підійшла приблизно в напрямку площини Чумацького Шляху, Стрілець A* обертався б швидко, але не було б явної підказки щодо причини. Однак очевидний крутий кут між напрямком обертання діри та галактичною віссю обертання викликає більше підозр. Пара змоделювала різні сценарії і виявила, що лише кут нахилу 145-180° між входженням SMBH Gaia-Enceladus і попереднім обертанням Стрільця A* пояснює те, що ми знаємо. Вони стверджують, що деякі моделі акреції могли б пояснити швидкість обертання, але не кут, а інші — кут, але не швидкість.
Ми можемо визначити обертання SMBH за тим, як це впливає на рух найближчих об’єктів, і зазвичай очікуємо, що вони обертатимуться в площині галактики в цілому, утворившись разом. Це схоже на те, як більшість зірок, включаючи наше Сонце, обертаються з екватором, приблизно вирівняним з орбітами їхніх планет.
«Це відкриття відкриває новий шлях для розуміння того, як ростуть і еволюціонують супермасивні чорні діри», – сказав Ван у заяві. «Невідповідність високої швидкості обертання Sgr A* вказує на те, що вона могла з’єднатися з іншою чорною дірою, що різко змінило її амплітуду та орієнтацію обертання».
«Ця подія не лише надає докази на підтримку теорії ієрархічних злиттів чорних дір, але й дає уявлення про динамічну історію нашої галактики», – сказав Чжан.
У планах є більш досконалі детектори гравітаційних хвиль у космосі, однією з причин яких є виявлення злиття SMBH із тих самих епох, коли сталася ця подія. Такі хвилі занадто ослаблені від коливань простору-часу, щоб їх могли вловити існуючі системи. Ван і Чжан вважають, що злиття, яке вони описують, є обнадійливим знаком того, що такі події колись були досить поширеними, щоб заплановане обладнання могло виявити деякі з них.
