Галактика с двумя сердцами озадачила физиков. Уэбб показал: сверхмассивную чёрную дыру откинуло на 20 световых лет

Астрономы с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» получили новые данные о необычной галактике NGC 4486B и приблизились к разгадке одной из её самых странных особенностей — двойного ядра.

NGC 4486B — компактная эллиптическая галактика в центре скопления Девы, примерно в 55 миллионах световых лет от Земли. Она сравнительно невелика: её эффективный радиус составляет около 620 световых лет, а суммарная масса звёзд — порядка шести миллиардов масс Солнца. Несмотря на скромные размеры, галактика давно привлекает внимание астрономов из-за своей необычной структуры.

Ещё наблюдения телескопа «Хаббл» показали, что в центре NGC 4486B находятся сразу два ярких пика — так называемое двойное ядро. Подобное явление известно и в галактике Андромеды. В случае NGC 4486B расстояние между двумя ядрами составляет около 39 световых лет, но происхождение этой структуры долгое время оставалось неясным.

Одно из возможных объяснений заключается в том, что вокруг сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики вращается вытянутый, асимметричный диск из звёзд. Чтобы проверить эту гипотезу, команда под руководством Бехзада Тахмасебзаде из Мичиганского университета провела детальные наблюдения с помощью инфракрасного спектрографа NIRSpec на борту JWST, дополнив их архивными данными «Хаббла».

Новые измерения показали, что центральная область галактики имеет плоское ядро радиусом около 65 световых лет. При этом сверхмассивная чёрная дыра расположена не строго в центре, а смещена примерно на 19,5 светового года. Более того, она, по-видимому, движется относительно окружающих звёзд со скоростью порядка 16 километров в секунду.

По мнению авторов работы, эти признаки хорошо согласуются с моделью эксцентричного ядерного диска — структуры, в которой орбиты звёзд вытянуты и организованы схожим образом. Подобный диск может сформироваться после слияния чёрных дыр, когда объединённая сверхмассивная чёрная дыра получает что-то вроде толчка отдачи из-за асимметричного излучения гравитационных волн.

Исследователи отмечают, что результаты компьютерного моделирования таких дисков во многом совпадают с тем, что наблюдается в NGC 4486B. Например, более тусклый пик яркости совпадает с максимумом дисперсии скоростей звёзд — именно этого и следует ожидать, если диск наклонён почти ребром к наблюдателю.

Исходя из массы чёрной дыры и свойств двойного ядра, команда оценила величину гравитационного «пинка» примерно в 340 километров в секунду. При такой скорости чёрная дыра должна вернуться в центр галактики за время порядка 30 миллионов лет — по космическим меркам это совсем недавно.

Авторы подчёркивают, что NGC 4486B, несмотря на свой возраст и спокойный внешний вид, может скрывать последствия относительно недавнего слияния сверхмассивных чёрных дыр. Благодаря близости к Земле эта галактика становится редкой лабораторией, где можно изучать поведение чёрных дыр после слияний и связанные с этим процессы в ядрах галактик.