Сверхмассивные черные дыры (СМЧД) обычно расположены в самом центре галактик. Там их масса может достигать миллионов и миллиардов масс Солнца. Теоретические модели, однако, предсказывали существование «блуждающих сверхмассивных черных дыр» — объектов, которые по разным причинам оказываются вдали от галактического центра.
Они могут возникать в результате слияния галактик, когда одна из центральных черных дыр оказывается далеко от сердца новой объединенной галактики, либо после того, как небольшую галактику почти полностью поглотила более крупная. Найти такие объекты — большая удача, ведь сами по себе они почти не излучают свет. Впервые обнаружить столь массивного космического странника ученые смогли в 2025 году.
Международная исследовательская группа под руководством Микеле Гуоло (Michele Guolo) из Университета Джонса Хопкинса (США) проанализировала событие приливного разрушения звезды AT2024tvd. Такие вспышки возникают, когда светило проходит слишком близко к черной дыре и его разрывает ее приливными силами. Часть звезды формирует аккреционный диск, который на некоторое время становится очень ярким источником ультрафиолетового, оптического и рентгеновского излучения. Именно такие события позволяют находить даже «спящие» черные дыры.
Объединив наблюдения в рентгеновском диапазоне и данные ультрафиолетовых и оптических телескопов, астрономы составили более реалистичную модель аккреционного диска. Она учитывает эффекты Общей теории относительности (ОТО) и процессы рассеяния излучения близ черной дыры. Подход позволил воспроизвести наблюдаемое излучение практически без расхождений и оценить свойства объекта.
Расчеты показали, что масса СМЧД составляет примерно один миллион масс Солнца. То есть объект представляет собой не промежуточную черную дыру, как предполагалось, а блуждающего космического «монстра». Поиск ее «дома» тоже оказался интригующим: рядом не нашли ни звездного скопления, ни карликовой галактики, способных объяснить происхождение объекта.
Если остатки галактики и существуют, их масса не превышает примерно 40 миллионов солнечных масс, что делает систему необычной: сама СМЧД составляет более трех процентов массы возможной галактики-хозяйки. Для сравнения, в большинстве известных галактик доля массы центральной черной дыры много меньше.
Вероятнее всего, блуждающая СМЧД когда-то находилась в центре небольшой галактики, которую почти полностью разрушили приливные силы более массивной соседней системы. Затем ядро практически лишилось звезд, а космический «монстр» остался без дома. Этот сценарий хорошо согласуется с современными предсказаниями. Последние предсказывают существование подобных объектов, хотя до сих пор надежных наблюдательных подтверждений было немного.
Свойства аккреционного диска AT2024tvd также соответствуют закономерностям, ранее обнаруженным у других событий приливного разрушения светил. Значит, позднее излучение таких вспышек может стать одним из самых надежных инструментов для изучения скрытых СМЧД.
По мере запуска новых обзорных телескопов астрономы надеются обнаружить больше подобных объектов, чтобы лучше понять историю слияния галактик и эволюцию их центральных черных дыр. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.