Обнаружена одна из самых гигантских черных дыр в истории — она более чем в 30 миллиардов раз больше Солнца

Сверхмассивные черные дыры (СМЧД) являются ключевым катализатором формирования и эволюции галактик, а это приводит к наблюдаемой корреляции между массой черной дыры и дисперсией скоростей родительской галактики. За пределами локальной Вселенной измерения массы обычно возможны только для СМЧД в активном состоянии. Это, в свою очередь, ограничивает размер выборки и вносит систематические ошибки в отбор. Гравитационное линзирование позволяет измерить массу неактивных сверхмассивных черных дыр.

Астрономы впервые обнаружили черную дыру в галактике, используя метод, который имитирует свет, проходящий через Вселенную бесчисленное количество раз. Исследователи использовали в своей работе многоканальные снимки космического телескопа Хаббл и специализированное программное обеспечение для моделирования линз — так они смогли реконструировать распределение массы вдоль луча. Масса черной дыры в каждой модели изменялась, менялся и путь света к Земле.

Моделирование проводилось на установке DiRAC HPC. Это суперкомпьютерный комплекс, который используется для исследований в области физики элементарных частиц, планетологии, ядерной физики, астрономии и космологии. В нем задействованы многоядерные процессоры и различные компьютерные архитектуры.

Гравитационное линзирование в сочетании с суперкомпьютерным моделированием позволило ученым определить, как свет преломляется черной дырой внутри галактики, находящейся в сотнях миллионов световых лет от Земли. 

Путь, по которому свет из далекой галактики достиг Земли, когда исследователи включили сверхмассивную черную дыру в одну из компьютерных симуляций, совпадал с путем, показанным на реальных изображениях, полученных космическим телескопом Хаббл. 

Обнаруженная черная дыра, масса которой оказалась в 32,7 миллиарда раз больше, чем масса Солнца, а горизонт событий может вместить шесть Солнечных систем, на данный момент является одной из крупнейших в истории. Работа опубликована в научном журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Успех метода, который применялся в работе, предполагает, что в течение следующего десятилетия ученые смогут измерить еще тысячи масс сверхмассивных черных дыр. Также весьма вероятно, что в будущем астрономы обнаружат гораздо больше неактивных сверхмассивных черных дыр, чем предполагалось ранее, и смогут изучить, как они эволюционировали и достигли таких гигантских размеров.