Новое моделирование показывает, что «блуждающие» чёрные дыры, выброшенные из центров галактик, могут сохранять информацию о том, как эти галактики формировались и эволюционировали на протяжении миллиардов лет.

Такие чёрные дыры появляются, например, после столкновений и слияний галактик. Особенно легко они смещаются в небольших галактиках, где гравитационное поле слабее и чёрная дыра не так прочно удерживается в центре. После этого она может миллиарды лет перемещаться далеко от первоначального положения.

Исследователи Йельского университета использовали космологическую симуляцию ASTRID, охватывающую около 13 с половиной миллиардов лет эволюции Вселенной. В отличие от многих моделей, ASTRID не фиксирует чёрные дыры искусственно в центрах галактик, поэтому позволяет проследить их реальное перемещение после слияний и других событий.
Учёные моделировали галактики массой от 10 миллионов до миллиарда солнечных масс. Оказалось, что именно небольшие галактики чаще содержат блуждающие чёрные дыры и при этом способны сохранять информацию о первоначальной популяции их зародышей даже после миллиардов лет эволюции. Кроме того, моделирование показало, что небольшие галактики с центральной чёрной дырой прекращали звездообразование раньше, чем аналогичные системы с блуждающей чёрной дырой.

Это может помочь разобраться в происхождении первых массивных чёрных дыр. Сейчас рассматриваются как минимум два основных сценария: образование сравнительно небольших «лёгких зародышей» после коллапса первых массивных звёзд и появление гораздо более массивных «тяжёлых зародышей» в результате прямого коллапса огромных газовых облаков.
По мнению авторов, количество блуждающих чёрных дыр и их современное положение могут одновременно хранить информацию и об их первоначальном происхождении, и о последующих слияниях галактик. Поэтому поиск таких объектов в рентгеновском, радио-, оптическом и инфракрасном диапазонах потенциально позволит проверить различные сценарии формирования первых чёрных дыр.

Пока это вывод космологического моделирования, а не подтверждение конкретного сценария рождения чёрных дыр. Следующий шаг — сопоставить предсказанную популяцию блуждающих объектов с реальными наблюдениями.

https://www.space.com/astronomy/black-holes/rogue-black-holes-could-wander-the-cosmos-sharing-the-histories-of-their-home-galaxies