Искалеченные звезды выдадут монстров-беглецов

Сверхмассивные черные дыры, изгнанные из своих родительских галактик, могут быть обнаружены благодаря ярким вспышкам, порождаемым шлейфом из захваченных ими звезд.

Об этом говорит новая работа, выполненная Стефани Комоссой (Stefanie Komossa) из германского Института внеземной физики Общества имени Макса Планка (MPE - Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik) и ее американским коллегой Дэвидом Мерриттом (David Merritt), профессором Рочестерского технологического института (Rochester Institute of Technology) в Нью-Йорке. Соответствующая статья ("Tidal Disruption Flares from Recoiling Supermassive Black Holes") опубликована 10 августа в Astrophysical Journal Letters, а в открытом доступе ее можно найти на сайте препринтов arXiv.org.

Согласно современным воззрениям, практически все галактики содержат в своих сердцевинах сверхмассивные черные дыры. При этом растут эти галактики благодаря слиянию со своими соседями. Когда две галактики сливаются, их центральные сверхмассивные черные дыры на некоторое время формируют двойную систему, но в конечном счете все-таки тоже срастаются в одну-единственную черную дыру (релятивистские эффекты приводят к тому, что такие сверхмассивные небесные тела уже не подчиняются уравнениям Ньютона и падают друг на друга по спирали). Подобное сращение, как предсказывает Общая теория относительности Эйнштейна, приводит к испусканию гравитационных волн. Выброс черной дыры из новообразовавшейся галактики за счет "кика" или "пинка" (kick) происходит в том случае, если гравитационные волны, испускаемые в момент заключительного "погружения", анизотропны - нарушение симметрии приводит к возникновению мощной отдачи. Эффект максимален, если одна черная дыра имеет заметно большие размеры по сравнению с другой (в простейшем случае механизм этого явления был описан еще в 1961 году).

До последнего времени какие-либо ясные наблюдательные свидетельства наличия подобных "пинков" отсутствовали. Ведь наилучший шанс обнаружить такое свидетельство - это каким-либо образом определить местонахождение черной дыры, оказавшейся вне галактического центра после того, как "пинок" имел место (заметим также, что гравитационные волны - это явление, которое до сих пор никому не удавалось зарегистрировать в экспериментах, поэтому поиски в этом направлении могут дать новое важное, пусть и косвенное свидетельство в пользу истинности ОТО). Возможно, некоторые из "отскочивших" черных дыр могут быть обнаружены благодаря их аккреционным дискам из раскаленного газа, постепенно поглощаемого ЧД, однако подавляющее большинство изгнанных черных дыр должно лишиться этих своих дисков за несколько десятков миллионов лет, потребив весь доступный им окружающий газ.

Положение могут спасти (согласно Комоссе и Мерритту) захваченные черной дырой рои звезд, которые при сближении с "монстром" будут (под воздействием приливных сил) разрываться на части. Эти искалеченные звезды должны испускать яркие вспышки, главным образом в рентгеновском диапазоне, а также частью и в ультрафиолетовом и в оптическом. Подобные "маркеры" в будущем могут быть с успехом использованы для идентификации черных дыр-одиночек.

Ядро галактики NGC 6240 представляет собой систему из двух сверхмассивных черных дыр, и в будущем ей грозят серьезные потрясения. Слева - изображение галактики NGC 6240 в видимых лучах, полученное с космического телескопа "Хаббл", справа - рентгеновское - с "Чандры". Фото NASA с сайта www1.msfc.nasa.gov