Το βαρύτερο ζεύγος μαύρων τρυπών ποτέ ζύγιζε 28 δισεκατομμύρια φορές περισσότερο από τον Ήλιο
Δύο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες έχουν βρεθεί σε «απολιθωμένα γαλαξίες» που δημιουργήθηκαν από τη σύγκρουση, και είναι τόσο μεγάλες που αρνούνται να συγκρουστούν και να συγχωνευθούν. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί, αν και έχουν προβλεφθεί θεωρητικά συγχωνεύσεις υπερμεγέθων μαύρων οπών, δεν έχουν παρατηρηθεί ποτέ.
Το υπερμεγέθη σύστημα μαύρης τρύπας βρίσκεται στον ελλειπτικό γαλαξία B2 0402+379. Οι δύο μαύρες τρύπες μαζί έχουν μάζα 28 ένα δισεκατομμύριο Είναι περισσότερο από το διπλάσιο του Ήλιου, καθιστώντας την την πιο τεράστια δυαδική μαύρη τρύπα που έχει δει ποτέ. Όχι μόνο αυτό, αλλά τα δυαδικά στοιχεία αυτού του συστήματος είναι τα πλησιέστερα σε ένα ζεύγος υπερμεγέθων μαύρων τρυπών, που τις χωρίζουν μόνο 24 έτη φωτός.
Αυτή είναι η μόνη δυαδική μαύρη τρύπα που έχει επιλυθεί με αρκετή λεπτομέρεια για να δει και τα δύο αντικείμενα ξεχωριστά. Περιέργως, ενώ η εγγύτητα των δύο αντικειμένων υποδηλώνει ότι πρέπει να συγκρουστούν και να συγχωνευθούν, φαίνεται να βρίσκονται στον ίδιο τροχιακό χορό το ένα γύρω από το άλλο για περισσότερα από 3 δισεκατομμύρια χρόνια.
Σχετίζεται με: Το πλησιέστερο ζεύγος υπερμεγέθων μαύρων τρυπών στη Γη βρίσκεται στα συντρίμμια μιας γαλαξιακής σύγκρουσης
Η ομάδα που ανακάλυψε το δίδυμο σε δεδομένα που συνέλεξε το τηλεσκόπιο Gemini North στη Χαβάη πιστεύει ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες εμποδίζονται να συγχωνευθούν λόγω της τεράστιας μάζας τους.
«Κανονικά, οι γαλαξίες που περιέχουν ζεύγη ελαφρύτερων μαύρων τρυπών φαίνεται να έχουν αρκετά αστέρια και μάζα για να ωθήσουν τα δύο μαζί γρήγορα», δήλωσε ο Roger Romani, μέλος της ομάδας και καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ. δήλωση. “Επειδή αυτό το ζευγάρι είναι τόσο βαρύ, θα χρειαζόταν πολλά αστέρια και αέριο για να γίνει η δουλειά. Αλλά το δίδυμο καθάρισε τον κεντρικό γαλαξία από τέτοια ύλη, αφήνοντάς τον ανενεργό.”
Δύο ζεύγη υπερμεγέθων μαύρων τρυπών δεν είναι συμβατά… ακόμα
Το B2 0402+379 είναι ένα «σμήνος απολιθωμάτων» που αντιπροσωπεύει τι συμβαίνει όταν μια ολόκληρη δέσμη αστεριών και αερίων συγχωνεύονται σε έναν τεράστιο γαλαξία. Η τεράστια μάζα των δύο υπερμεγέθων μαύρων οπών στον πυρήνα της υποδηλώνει ότι μια σειρά συγχωνεύσεων μεταξύ μικρότερων μαύρων οπών τις δημιούργησε όταν αρκετοί γαλαξίες στο σμήνος συναντήθηκαν και συγχωνεύτηκαν μεταξύ τους.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι στην καρδιά των περισσότερων γαλαξιών, αν όχι όλων, υπάρχει μια τεράστια μαύρη τρύπα με μάζα ισοδύναμη με εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια ήλιους. Ένα μόνο αστέρι δεν μπορεί να καταρρεύσει για να δημιουργήσει τέτοιες τεράστιες μαύρες τρύπες, έτσι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες πιστεύεται ότι γεννιούνται μέσω αλυσίδων συγχωνεύσεων μεταξύ διαδοχικών μεγαλύτερων και μεγαλύτερων μαύρων τρυπών.
Όταν οι ίδιοι γαλαξίες συγκρούονται και συγχωνεύονται, οι επιστήμονες υποθέτουν ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στους πυρήνες τους κινούνται μαζί για να σχηματίσουν ένα δυαδικό ζεύγος. Καθώς περιφέρονται η μία γύρω από την άλλη, αυτές οι μαύρες τρύπες εκπέμπουν κυματισμούς στο χωροχρόνο που ονομάζονται βαρυτικά κύματα που μεταφέρουν γωνιακή ορμή μακριά από το δίδυμο, προκαλώντας τις μαύρες τρύπες να περιφέρονται πιο στενά μεταξύ τους.
Τελικά, όταν οι μαύρες τρύπες είναι αρκετά κοντά μεταξύ τους, η βαρύτητα τους θα πρέπει να κυριαρχήσει και οι μαύρες τρύπες συγκρούονται και συγχωνεύονται όπως ακριβώς έκαναν οι μαύρες τρύπες που συγκρούστηκαν για να τις δημιουργήσουν. Το ερώτημα είναι: Θα μπορούσαν μερικές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες να είναι τόσο μεγάλες ώστε η σύγκρουση να σταματήσει;
Για να κατανοήσει καλύτερα αυτό το βαρύ σύστημα μαύρης τρύπας, η ομάδα στράφηκε σε αρχειακά δεδομένα που συλλέχθηκαν από το όργανο Gemini Multi-Object Spectrograph (GSO) του Gemini North. Αυτό τους επιτρέπει να προσδιορίσουν την ταχύτητα των αστεριών κοντά στις δύο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, και επομένως τη συνολική μάζα αυτών των δύο μαύρων τρυπών.
«Η εξαιρετική ευαισθησία του GMOS μας επέτρεψε να χαρτογραφήσουμε τις αυξανόμενες ταχύτητες των αστεριών όταν κοιτάμε στο γαλαξιακό κέντρο», πρόσθεσε ο Roman. «Με αυτό, μπορέσαμε να συμπεράνουμε τη συνολική μάζα των μαύρων τρυπών εκεί έξω“.
Σταματημένη συγχώνευση
Η μάζα των δύο μαύρων οπών στο σύστημα είναι τόσο μεγάλη που η ομάδα πιστεύει ότι θα χρειαζόταν ένας εξαιρετικά μεγάλος αριθμός αστεριών γύρω τους για να φέρει τις δύο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες πιο κοντά. Ωστόσο, ενώ συνέβαινε αυτό, η ενέργεια που διαρρέει από το δίδυμο πετούσε την ύλη μακριά από τη γύρω περιοχή.
Αυτό άφησε το κέντρο του B2 0402+379 χωρίς αστέρια και αέρια αρκετά κοντά στο δυαδικό σύστημα ώστε να εξάγει ενέργεια από αυτό. Ως αποτέλεσμα, η πρόοδος αυτών των δύο υπερμεγέθων μαύρων οπών η μία προς την άλλη έχει σταματήσει καθώς πλησιάζουν τα τελικά στάδια πριν από τη συγχώνευση.
Τα αποτελέσματα της ομάδας δίνουν σημαντικό πλαίσιο σχετικά με το σχηματισμό υπερμεγέθων δυαδικών μαύρων οπών μετά από συγχωνεύσεις γαλαξιών, αλλά υποστηρίζουν επίσης την ιδέα ότι η μάζα αυτών των δυαδικών είναι αναπόσπαστο στοιχείο για την αποτροπή των μαύρων οπών να ακολουθήσουν το παράδειγμά τους.
Η ομάδα δεν είναι βέβαιη επί του παρόντος εάν οι δύο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σε αυτό το βαρύτερο δυαδικό σύνολο που έχει ανακαλυφθεί ποτέ θα ξεπεράσουν τελικά αυτή την παύση στη σύντηξη ή αν θα παραμείνουν μόνιμα σε κατάσταση λίμπο σύντηξης.
«Ανυπομονούμε για επακόλουθες έρευνες στον πυρήνα του B2 0402+379, όπου θα εξετάσουμε πόση ποσότητα αερίου υπάρχει», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας και προπτυχιακός φοιτητής του Stanford, Tirath Surti. «Αυτό θα μας δώσει περισσότερη εικόνα για το εάν οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες θα μπορούσαν τελικά να συγχωνευθούν ή αν θα παραμείνουν κολλημένες ως δυαδικές».
Ένας τρόπος με τον οποίο θα μπορούσε να σταματήσει αυτή η τεράστια αναμέτρηση είναι εάν ένας άλλος γαλαξίας συγχωνευθεί με τον B2 0402+379, ρίχνοντας έτσι περισσότερα αστέρια, αέριο και μια άλλη τεράστια μαύρη τρύπα στο μείγμα και ανατρέποντας αυτή τη λεπτή ισορροπία. Ωστόσο, το γεγονός ότι ο B2 0402+379 είναι ένας απολιθωμένος γαλαξίας που δεν έχει διαταραχθεί για δισεκατομμύρια χρόνια καθιστά αυτό το σενάριο πιθανό.
Ένα πράγμα που επιβεβαιώνει αυτή η έρευνα είναι πόσο χρήσιμα είναι για τους αστρονόμους τα αρχειακά δεδομένα από τηλεσκόπια όπως το Gemini North, το οποίο συνδυάζεται με το τηλεσκόπιο Gemini South σε ένα βουνό στις Χιλιανές Άνδεις για να σχηματίσει το Διεθνές Αστεροσκοπείο Gemini.
«Το αρχείο δεδομένων που εξυπηρετεί το Διεθνές Παρατηρητήριο Gemini περιέχει ένα χρυσωρυχείο αναξιοποίητων επιστημονικών ανακαλύψεων», δήλωσε ο Μάρτιν Στιλ, διευθυντής του προγράμματος του Διεθνούς Παρατηρητηρίου Gemini στο Nation Science. «Οι συλλογικές μετρήσεις αυτής της τεράστιας δυαδικής μαύρης τρύπας είναι ένα εκπληκτικό παράδειγμα του πιθανού αντίκτυπου από τη νέα έρευνα που εξερευνά αυτό το πλούσιο αρχείο».
Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύεται στο Astrophysical Journal.
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”