Astronomowie odkryli dwie supermasywne czarne dziury, bardzo blisko siebie

Zapisz się do biuletynu naukowego CNN Wonder Theory. Odkrywaj wszechświat dzięki wiadomościom o niesamowitych odkryciach, postępach naukowych i nie tylko.

CNN
–

Dwie supermasywne czarne dziury zostały zauważone żywiące się materią kosmiczną, gdy dwie galaktyki łączą się w odległej przestrzeni – najbliższe zderzenia czarnych dziur, jakie kiedykolwiek zaobserwowali astronomowie.

Astronomowie odkryli tę parę podczas korzystania z Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array of Telescopes (ALMA) na pustyni Atakama w północnym Chile do obserwacji dwóch połączonych galaktyk oddalonych o około 500 milionów lat świetlnych od Ziemi.

Dwie czarne dziury rosły obok siebie w pobliżu centrum połączonej galaktyki. Spotkali się, gdy ich galaktyki macierzyste, znane jako UGC 4211, zderzyły się.

Jedna ma masę 200 milionów mas Słońca, a druga 125 milionów mas Słońca.

Chociaż same czarne dziury nie są bezpośrednio widoczne, obie były otoczone jasnymi gromadami gwiazd i ciepłym, świecącym gazem – wszystko przyciągane przez grawitację dziur.

Z biegiem czasu zaczną krążyć wokół siebie, ostatecznie zderzając się ze sobą i tworząc pojedynczą czarną dziurę.

Obserwowane na wielu długościach fal światła, czarne dziury są najbliżej siebie, jakie naukowcy kiedykolwiek widzieli — tylko około 750 lat świetlnych stąd, co jest stosunkowo blisko w kategoriach astronomicznych.

Wyniki omówiono na 241. spotkaniu Amerykańskie Towarzystwo Astronomiczne Odbyła się w tym tygodniu w Seattle i została opublikowana w poniedziałek w the Listy z dziennika astrofizycznego.

Odległość między czarnymi dziurami jest „dość bliska granicy, którą możemy wykryć, dlatego jest to tak ekscytujące” – powiedziała współautorka badania Chiara Mingarelli, pracownik naukowy z Center for Computational Astrophysics w Nowym Jorku. , w obecnej sytuacji.

Łączenia się galaktyk są bardziej powszechne w odległym wszechświecie, co utrudnia ich obserwację za pomocą teleskopów naziemnych. Ale czułość ALMA była w stanie obserwować ich aktywne jądra galaktyczne – jasne, zwarte obszary w galaktykach, w których materia krąży wokół czarnych dziur. Astronomowie byli zaskoczeni, że zamiast pojedynczej czarnej dziury znaleźli podwójną parę czarnych dziur żywiących się gazem i pyłem z galaktycznych połączeń.

„Nasze badania pozwoliły zidentyfikować jedną z par czarnych dziur najbliższych zderzeniom galaktyk, a ponieważ wiemy, że zderzenia galaktyk są częstsze w odległym wszechświecie, te układy podwójne czarnych dziur mogą być również bardziej powszechne niż wcześniej sądzono” – główny autor badania, Michael Koss, starszy naukowiec z The Eureka Institute for Scientific Research w Oakland w Kalifornii, w oświadczeniu.

„To, co właśnie zbadaliśmy, to źródło, które znajduje się na ostatnim etapie zderzenia, więc to, co widzimy, zapowiada tę fuzję, a także daje nam wgląd w związek między czarnymi dziurami, które łączą się, rosną i ostatecznie wytwarzają fale grawitacyjne” — powiedział Koss. .

Jeśli pary czarnych dziur – jak również łączenie się galaktyk, które doprowadziło do ich powstania – są bardziej powszechne we wszechświecie niż wcześniej sądzono, może to mieć implikacje dla przyszłych badań nad falami grawitacyjnymi. Fale grawitacyjne lub zmarszczki w czasoprzestrzeni powstają, gdy zderzają się czarne dziury.

Zderzenie tej konkretnej pary czarnych dziur zajęłoby kilkaset milionów lat, ale spostrzeżenia uzyskane dzięki tej obserwacji mogą pomóc naukowcom lepiej oszacować, ile par czarnych dziur jest bliskich zderzenia we wszechświecie.

Współautor badania, Ezequiel Traister, astronom z Universidad Católica de Chile w Santiago w Chile, powiedział w oświadczeniu. „Jeśli tak jest, to w niedalekiej przyszłości będziemy obserwować powtarzające się fale grawitacyjne spowodowane łączeniem się tych obiektów we wszechświecie”.

Kosmiczne teleskopy, takie jak Hubble i Obserwatorium Rentgenowskie Chandra oraz teleskopy naziemne, takie jak Bardzo Duży Teleskop Europejskiego Obserwatorium Południowego, również znajdujący się na pustyni Atakama, oraz Teleskop WM Kecka na Hawajach, również obserwowały UGC 4211 na różnych długościach fal światła, aby zapewnić bardziej szczegółowy przegląd i rozróżnienie czarnych dziur.

„Każda długość fali opowiada inną część historii” – powiedział Traister. „Wszystkie te dane razem dały nam wyraźniejszy obraz tego, jak galaktyki takie jak nasza okazały się tym, czym są i czym staną się w przyszłości”.

Więcej informacji na temat końcowych etapów łączenia się galaktyk może zapewnić lepszy wgląd w to, co się stanie, gdy nasza Droga Mleczna zderzy się z galaktyką Andromedy za około 4,5 miliarda lat.