Сверхмассивные чёрные дыры могут смещаться из центров галактик
Астрономы из Сассекского университета (Великобритания), а также Рочестерского и Флоридского технологических институтов (оба — США) обнаружили, что чёрная дыра и центр масс гигантской эллиптической галактики М87 располагаются на расстоянии не менее (22 ± 3) световых лет друг от друга.
М87 принадлежит к числу галактик с активным ядром и видимым джетом, что позволяет определить положение сверхмассивной чёрной дыры с высокой точностью. В своей работе авторы использовали архивные снимки, сделанные камерой ACS космического телескопа «Хаббл». Канал высокого разрешения камеры вышел из строя ещё в 2007 году, и восстановить его функционирование не удалось.
На расстоянии в 16 Мпк, отделяющем М87 от Земли, смещение относительно расчётного места расположения чёрной дыры соответствует наблюдаемому отклонению на 0,09 угловой секунды. По данным учёных, сдвиг направлен по оси джета в сторону, обратную его распространению.

Смещение чёрной дыры. Справа — изображение М87, полученное в 1998 году камерой WFPC2 телескопа «Хаббл»; слева — снимки, сделанные ACS в 2006-м. (Иллюстрация НАСА, Hubble Heritage Team, J. A. Biretta, W. B. Sparks, F. D. Macchetto, E. S. Perlman.)
Смещение можно связать с орбитальным движением в двойной системе из сверхмассивных чёрных дыр, гравитационным воздействием неких массивных объектов (шаровых звёздных скоплений), влиянием асимметричного или одностороннего джета, а также «отдачей» при объединении двух чёрных дыр. Первые два объяснения авторы, впрочем, считают не слишком правдоподобными, поскольку связанная пара чёрных дыр, обращающихся по орбитам, должна была повлиять на распространение джета М87, но никаких следов этого обнаружить не удалось. Нет у астрономов и надёжных свидетельств гравитационного возмущения со стороны звёздных скоплений и других объектов.
Третий механизм представляется более перспективным. Хотя в современные модели заложено формирование симметричных двухсторонних джетов в ядрах галактик, наблюдать учёные могут только одну релятивистскую струю вещества. Принято объяснять это «удачной» ориентацией джета, подтверждением чего служит возникающая при наблюдениях М87 иллюзия движения со сверхсветовой скоростью. Всё это, однако, не исключает возможности существования асимметричного джета, который, действуя на протяжении 100 млн лет, мог сдвинуть чёрную дыру на требуемое расстояние.
Наиболее вероятным сами астрономы считают четвёртый вариант развития событий. Идея заключается в том, что М87 стала продуктом слияния двух галактик с примерно одинаковыми массами, в каждой из которых была сверхмассивная чёрная дыра. Последние образовали двойную систему в сформировавшемся общем ядре, а затем, постепенно сближаясь, объединились. Если они вращались, естественным следствием объединения должно было стать смещение в направлении, перпендикулярном орбитальной плоскости исходной двойной системы.
Полученные данные говорят о том, что представления учёных о ядрах галактик необходимо пересмотреть. Поскольку многие эллиптические галактики появились, как считается, в результате слияний, общее количество объектов со смещёнными чёрными дырами может оказаться весьма значительным. Приблизительно через три миллиарда лет Млечный Путь, к примеру, также должен объединиться с галактикой Андромеды, в результате чего появится новая активная эллиптическая галактика, напоминающая М87.
Свои выводы авторы представили на конференции Американского астрономического общества в Майами. Подготовленный по результатам исследования отчёт принят к публикации в издании The Astrophysical Journal Letters; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.
Подготовлено по материалам Флоридского технологического института.