Astronomowie właśnie odkryli dwie supermasywne czarne dziury na krawędzi legendarnej kolizji: ScienceAlert

Astronomowie wykryli kosmiczne zderzenie, które może nastąpić w gigantycznym obiekcie zaledwie 3 miliardy lat po Wielkim Wybuchu.

Galaktyka o nazwie J0749 + 2255 w rzeczywistości składa się z dwóch galaktyk połączonych w jedną i nie ma supermasywnej czarnej dziury, ale dwie. Tak się składa, że ​​te dwie czarne dziury są na kursie kolizyjnym, oddzielone stosunkowo niewielką odległością wynoszącą zaledwie 10 000 lat świetlnych.

To nie pierwszy raz, kiedy jesteśmy świadkami zderzenia bliskiej czarnej dziury, ale J0749+2255 to rzadki klejnot. Obie czarne dziury, zauważone na wczesnym etapie Wszechświata, są bardzo aktywnymi kwazarami.

To odkrycie, które może pomóc naukowcom w pracy nad rozwiązaniem trwającej i kłopotliwej tajemnicy, w jaki sposób supermasywne czarne dziury rosną do tak gigantycznych rozmiarów.

„Nie widzimy wielu podwójnych kwazarów tak wcześnie we wszechświecie. Dlatego to odkrycie jest tak ekscytujące” – powiedziała. On mówi Astronom Yu Qing Chen z University of Illinois w Urbana-Champaign.

Kwazary należą do najjaśniejszych obiektów we wszechświecie. Zawiera aktywne jądro galaktyczne – centrum galaktyki, w której znajduje się supermasywna czarna dziura pochłaniająca ogromne ilości materii.

Czarne dziury nie emitują żadnego własnego światła, które obecnie możemy wykryć. Ogromna ilość materii krążącej wokół czarnej dziury jest podgrzewana przez intensywne tarcie i grawitację, dzięki czemu nie tylko świeci, ale tli się w ogromnych, ciemnych otchłaniach czasoprzestrzeni.

Wiele galaktyk wczesnego Wszechświata to galaktyki kwazarne, a niektóre z bliskiego Wszechświata mają w swoich centrach dwa lub nawet trzy kwazary. Dzieje się tak, gdy galaktyki zderzają się i łączą, każda z własną supermasywną czarną dziurą. Dwie czarne dziury zbliżają się do siebie i ostatecznie – jak sądzimy – łączą się, tworząc supermasywną czarną dziurę.

Ale trochę trudniej jest dostrzec te fuzje we wczesnym wszechświecie. Światło z J0749+2255 przebyło ponad 10 miliardów lat, aby do nas dotrzeć; To, co widzimy w galaktyce, jest bardzo małe i słabe w porównaniu do obiektów znacznie bliższych nam. W tej odległości odległość między supermasywnymi czarnymi dziurami związanymi grawitacyjnie jest zbyt mała, aby nasze obecne instrumenty mogły je zobaczyć.

Niewielka różnica w świetle J0749+2255 wykryta przez teleskop Gaia sugeruje, że w galaktyce może dziać się coś więcej, niż było to od razu widoczne… ale istnieje kilka możliwych przyczyn, wśród nich podwójny kwazar. Zespół musiał kopać głębiej, aby dowiedzieć się, co tak naprawdę się dzieje.

„Proces potwierdzania nie był łatwy i potrzebowaliśmy szeregu teleskopów obejmujących widmo od promieniowania rentgenowskiego do radiowego, aby ostatecznie potwierdzić, że ten układ rzeczywiście był parą kwazarów, a nie dwoma obrazami, powiedzmy, soczewki grawitacyjnej kwazara” ”. On mówi Astronom Yu Xin z University of Illinois.

i J0749+2255 Specjalne. Ponieważ obie czarne dziury są kwazarami, są wystarczająco jasne, aby można je było rozróżnić. I nie są jeszcze wystarczająco blisko, aby być układem podwójnym związanym grawitacyjnie, co oznacza, że ​​mają wystarczającą separację do indywidualnej decyzji.

Wykorzystując obserwacje z pełnej gamy teleskopów naziemnych i kosmicznych, Chen i jego współpracownicy przeanalizowali światło z J0749 + 2255. Ustalili, że dwie czarne dziury prawdopodobnie wyewoluują w związany grawitacyjnie ciasny układ podwójny za około 220 milionów lat. Rozpadająca się orbita tego układu podwójnego ostatecznie doprowadzi do zderzenia i połączenia się w jeszcze masywniejszą czarną dziurę.

(Być może zderzyli się teraz, ale to wydarzenie jest dla nas obecnie bez znaczenia; dlatego astronomowie dokonują takich prognoz w czasie teraźniejszym).

Naukowcy odkryli również, że dwie czarne dziury są relatywistycznym skrzyżowaniem, rejestrując odpowiednio około 1,26 miliarda mas Słońca i 1,58 miliarda mas Słońca. Odkrycia te mogą nam powiedzieć coś o tempie powstawania supermasywnych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie – co pomoże astronomom zrozumieć ewolucję współczesnych czarnych dziur, które mogą mieć rozmiary miliardów mas Słońca.

Nadal jest wiele do odkrycia, ale J0749+2255 stanowi ważny krok naprzód.

„Zaczynamy odkrywać tę część góry lodowej dla wczesnych podwójnych grup kwazarów” mówi astronom Shen Liu z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign.

„Na tym polega wyjątkowość tego badania. W rzeczywistości mówi nam ono, że ta grupa istnieje, a teraz mamy sposób na zidentyfikowanie sparowanych kwazarów, które są oddzielone objętością mniejszą niż rozmiar pojedynczej galaktyki”.

Badania opublikowane w Natura.