В рамках исследования ученые провели компьютерное моделирование движения звезд в галактике. В качестве объекта для моделирования была выбрана галактика M87, расположенная на расстоянии всего 50 миллионов световых лет от Земли. От прошлых моделей новую отличает то, что ученые помимо черной дыры в центре и звезд моделировали гало темной материи. По словам исследователей, раньше вычислительные мощности этого не позволяли.

Для расчетов исследователям понадобился суперкомпьютер. Им удалось добиться времени на Lonestar - суперкомпьютере, расположенном в Университете штата Техас в Остине. Эта машина способна выполнять в секунду до 62 триллионов операций.

В результате исследователи установили, что для того, чтобы звезды двигались в галактике так, как это наблюдается сейчас, масса центральной черной дыры должна быть как минимум 6,4 миллиарда солнечных масс, то есть в два раза больше общепринятых оценок. По словам исследователей, они провели похожие расчеты еще для трех галактик и получили схожие результаты: существующие оценки масс черных дыр меньше получаемого ими значения в несколько раз.

Новые результаты были подтверждены независимой группой исследователей, которая получила фотографии M87 высокого разрешения при помощи телескопа Gemini, установленного на вершине потухшего вулкана Мауна Кеа на Гавайских островах.

Наконец третья группа исследователей, которая получила похожие результаты, также пользовалась услугами компьютеров. Ученые моделировали галактику M87, однако не использовали темную материю. Вместо этого они предположили, что, чем галактика массивнее, тем более вытянутыми являются орбиты звезд вокруг ее центра. Так как масса всего скопления вычисляется из расчета видимых скоростей светил, то более продолговатые орбиты означают более высокие скорости. Это, в свою очередь, приводит к перерасчету масс объектов и, следовательно, центральной черной дыры в галактике. Эта группа астрономов также получила, что масса дыры в центре M87 недооценена как минимум в два раза.

По словам ученых, новые расчеты позволяют разрешить давний парадокс космологии. Дело в том, что из наблюдений удаленных квазаров вытекает, что вдали от Земли имеются черные дыры колоссальной массы. При этом в относительной близости от нашей планеты такие объекты отсутствуют. Новые результаты показывают, что астрономы просто неправильно взвешивали близкие к Земле сверхмассивные черные дыры.