В центре одной из удаленных галактик зафиксирована область, практически не содержащая звезд. Анализ данных, полученных с космической обсерватории «Джеймс Уэбб», выявил, что в самой большой галактике скопления Abell 402 отсутствует звездная масса, эквивалентная нескольким миллиардам Солнц. Предполагается, что эти звезды были «выброшены» в результате сближения двух сверхмассивных черных дыр, одна из которых проявляет высокую активность, поглощая вещество.
Галактики, расположенные в центрах скоплений, являются самыми крупными структурами, существующими во Вселенной. Как правило, в их ядрах располагаются сверхмассивные черные дыры. Возьмем, к примеру, скопление Abell 402, которое астрономы наблюдают в том виде, в котором оно существовало около 3,4 миллиарда лет назад, и которое давно привлекает интерес исследователей.
Наблюдения, сделанные с использованием телескопа «Хаббл», показали необычное темное пятно в центре главной галактики. Изначально ученые предположили, что это пылевое облако, препятствующее прохождению света от звезд. Новые данные предоставили возможность проверить эту гипотезу. Авторы недавнего исследования, представленного на сервере препринтов Корнеллского университета, показали, что ситуация оказалась весьма необычная. Выяснилось, что темная область в центре галактики — самый настоящий дефицит звезд.
Анализ данных выявил отсутствие звездной массы, эквивалентной нескольким миллиардам солнечных масс, в центральной области, размер которой составляет чуть менее килопарсека. Специалисты обозначили эту особенность как «звездная полость». Ранее астрономы высказывали предположения о возможности ее существования, однако новые сведения, полученные в инфракрасном диапазоне, подтвердили, что это действительно дефицит звезд, а не их маскировка пылью.
Исследование распределения света выявило, что центральная область галактики характеризуется аномально большим и разреженным ядром. Подобные образования, как правило, формируются в процессе слияния галактик, когда их центральные черные дыры образуют двойную систему и начинают активно воздействовать на находящиеся поблизости звезды. В результате этих гравитационных взаимодействий многие звезды получают дополнительную скорость и оказываются выброшенными из центральной области.
Согласно расчетам, размеры разреженного ядра свидетельствуют о наличии в центре галактики сверхмассивной черной дыры (СМЧД) массой около 40–60 миллиардов Солнц. Наблюдения также показали, что вблизи нее находится дополнительная СМЧД. Один из этих космических объектов демонстрирует признаки активного ядра галактики, поглощая окружающую материю и генерируя интенсивное излучение.
В случае подтверждения выводов, представленных в научной работе, выявленная пустота, вероятно, является результатом гравитационного воздействия двойной системы сверхмассивных черных дыр, находящихся в процессе сближения перед финальным объединением. В ходе этого разрушительного процесса гравитационное поле черных дыр может «очищать» центральный регион, выбрасывая из него миллиарды звезд.
Встретить подобные системы – большая редкость, поскольку фаза близкого взаимодействия черных дыр относительно недолгая в космических масштабах. В связи с этим, обнаружение такой структуры предоставляет астрономам уникальную возможность наблюдать за процессами, которые играют важную роль в развитии самых крупных галактик во Вселенной.