Астрономы доказали существование блуждающих сверхмассивных черных дыр, наблюдая гибель звезды

Сверхмассивные черные дыры (СМЧД) обычно находятся в центрах галактик, где их масса может достигать миллионов и даже миллиардов солнечных. Однако теоретические модели давно предсказывали, что некоторые из них могут покидать свои «дома» и становиться блуждающими. Причиной могут быть слияния галактик, когда одна из центральных черных дыр оказывается выброшенной на периферию, или поглощение небольшой галактики более крупной.

Найти такие объекты чрезвычайно трудно: они почти не излучают свет. Но в 2025 году международная группа под руководством Микеле Гуоло из Университета Джонса Хопкинса (США) сумела обнаружить одного такого «монстра» благодаря вспышке приливного разрушения звезды AT2024tvd.

Как поймать невидимку

Приливное разрушение происходит, когда звезда подходит слишком близко к черной дыре и разрывается ее гравитацией. Часть вещества формирует аккреционный диск, который ярко светит в ультрафиолетовом, оптическом и рентгеновском диапазонах. Такие вспышки позволяют астрономам увидеть даже «спящие» черные дыры.

Объединив данные рентгеновских, ультрафиолетовых и оптических телескопов, исследователи построили реалистичную модель аккреционного диска, учитывающую эффекты общей теории относительности и рассеяния излучения. Модель почти идеально воспроизвела наблюдаемое излучение, что позволило точно оценить свойства объекта.

Масса и происхождение

Расчеты показали, что масса черной дыры составляет около миллиона солнечных — это не промежуточная, а именно сверхмассивная черная дыра. Интригующей оказалась и ее «родословная»: рядом не было обнаружено ни звездного скопления, ни карликовой галактики, которые могли бы объяснить ее появление. Если остатки галактики и существуют, их масса не превышает 40 миллионов солнечных, что делает долю самой черной дыры более 3% — аномально высокий показатель.

Наиболее вероятный сценарий: блуждающая СМЧД когда-то находилась в центре небольшой галактики, которая была почти полностью разрушена приливными силами более массивной соседней системы. В результате ядро лишилось звезд, и черная дыра осталась «бездомной». Этот сценарий хорошо согласуется с теоретическими предсказаниями, но до сих пор надежных наблюдательных подтверждений было немного.

Свойства аккреционного диска AT2024tvd соответствуют закономерностям, обнаруженным у других событий приливного разрушения. Это означает, что позднее излучение таких вспышек может стать одним из самых надежных инструментов для поиска скрытых СМЧД. С запуском новых обзорных телескопов астрономы надеются обнаружить больше подобных объектов и лучше понять историю слияний галактик и эволюцию их центральных черных дыр.

Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.