Ett team av forskare från Fysiska fakulteten och Sternberg State Astronomical Institute, MSU, leda ett internationellt samarbete med medlemmar från Europa, Chile, USA och Australien upptäckte ett supermassivt svart hål i centrum av Fornax-galaxen. Resultaten av forskningen publicerades i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society tidning.

Fornax UCD3 är en del av ett Fornax galaxkluster och tillhör en mycket sällsynt och ovanlig klass av galaxer, ultrakompakta dvärgar. Massan av sådana dvärggalaxer når flera dussin miljoner solmassor, och radien överstiger vanligtvis inte 300 ljusår. Detta förhållande mellan massa och storlek gör UCD till de tätaste stjärnsystemen i universum.

"Vi har upptäckt ett supermassivt svart hål i centrum av Fornax UCD3. Det svarta hålets massa är 3,5 miljoner av solens, liknande det centrala svarta hålet i vår egen Vintergatan, "förklarade Anton Afanasiev, den första författaren till artikeln, en student vid institutionen vid Fysiska fakulteten, MSU.

Under studiens gång, forskarna använde data som samlats in med SINFONI, en infraröd integralfältspektrograf installerad vid ett av de 8,2 meter långa VLT-teleskopen i Chile som drivs av European Southern Observatory. Efter att ha analyserat de observerade spektra, författarna härledde beroendet mellan stjärnhastighetsspridning och radie i Fornax UCD3. Hastighetsdispersion kvantifierar den genomsnittliga variationen mellan den individuella stjärnhastigheten för siktlinjen och medelhastigheten för hela stjärnpopulationen. I närvaro av en massiv kropp som ett svart hål, stjärnorna påverkas av dess gravitation och accelererar i olika riktningar. På grund av det, deras medelhastighet växer inte, men spridningen ökar avsevärt. Detta är själva effekten som observerades i denna galax - hastighetsspridningen i dess centrum är så hög att den bara kan förklaras av närvaron av ett massivt centralt svart hål.

Efter det, forskarna jämförde beroendet av hastighet och spridning med dynamiska modeller baserade på olika antaganden om svarta håls massa. De fann att modellen som antyder att massan av det svarta hålet är lika med 3,5 miljoner solmassor stämde bäst överens med observationerna. De övervägde också möjligheten att det inte fanns något svart hål alls, men den hypotesen uteslöts med den statistiska signifikansen (99,7 procent).

Det svarta hålet som upptäckts av författarna är det fjärde någonsin som hittats i UCD och motsvarar 4 procent av den totala galaxmassan. I genomsnittliga galaxer, denna kvot är betydligt lägre (cirka 0,3 procent). Även om det finns få kända exempel, förekomsten av massiva svarta hål i UCD är ett starkt argument för tidvattensursprunget för sådana galaxer. Enligt denna hypotes, en medelstor galax passerade en större och mer massiv galax i ett visst skede av sin utveckling, och som ett resultat av inverkan av tidvattenkrafter, tappade majoriteten av sina stjärnor. Den återstående kompakta kärnan har blivit vad vi känner som en ultrakompakt dvärg.

"För att med full säkerhet kunna säga att denna hypotes är korrekt, vi måste upptäcka fler supermassiva svarta hål i UCD. Detta är en av utsikterna för detta arbete.

Dessutom, en liknande metodik kan tillämpas på mer massiva och mindre täta kompakta elliptiska galaxer. I ett av våra nästa verk, vi kommer att studera populationen av centrala svarta hål i föremål av detta slag, "avslutade forskaren.