Когда астрономы хотят узнать массу черной дыры, они сталкиваются с проблемой. Поскольку эти объекты не излучают свет, исследователям приходится использовать косвенные методы. Если черная дыра в данный момент неактивна и не поглощает материю, часто единственным вариантом является наблюдение за звездами в ее непосредственной близости.
До сих пор учёные полагались на так называемое соотношение М-сигма. В упрощённом виде оно гласит, что чем быстрее движутся звёзды в самом центре галактики, тем массивнее должна быть чёрная дыра в её центре. Однако новое исследование показывает, что это соотношение нарушается при чрезвычайно больших массах.

Группа под руководством астрофизика Стефано де Никола из университетской обсерватории в Мюнхене (Бавария) и Института внеземной физики им. Макса Планка в соседнем Гархинге (Германия) более подробно изучила 16 самых ярких галактик в скоплениях. Результаты анализа показывают, что предыдущие методы измерения приводят к неверным результатам при работе с ультрамассивными чёрными дырами.

Мюнхенская исследовательская группа обнаружила, что дисперсия скоростей, статистическое распределение скоростей звезд, больше не увеличивается параллельно массе черной дыры после достижения определенной массы. Скорость звезды достигает своего рода предела насыщения, независимо от того, насколько массивнее становится центральный объект. Применение старой формулы в данном случае значительно недооценивает фактическую массу этих ультрамассивных объектов.

Для своей работы ученые использовали сложные компьютерные модели, так называемые трехосные модели Шварцшильда. С их помощью им удалось идентифицировать восемь новых ультрамассивных черных дыр и непосредственно определить их массы.

Для астрономии это означает, что многие из самых массивных объектов во Вселенной нуждаются в переоценке. Простого измерения движения звезд уже недостаточно для получения надежных данных в этих измерениях. Вместо этого необходимо использовать фотометрический анализ размера ядра.