Astronomové právě objevili dvě supermasivní černé díry na pokraji legendární kolize: ScienceAlert

Astronomové zaznamenali kosmickou kolizi, která se čeká na obří objekt pouhé 3 miliardy let po velkém třesku.

Galaxie s názvem J0749 + 2255 se ve skutečnosti skládá ze dvou galaxií sloučených do jedné a nemá supermasivní černou díru, ale dvě. Náhodou se tyto dvě černé díry nacházejí na kolizní dráze, která je od sebe dělí relativně malá vzdálenost pouhých 10 000 světelných let.

Není to poprvé, co jsme byli svědky téměř srážky černé díry, ale J0749+2255 je vzácný klenot. Obě černé díry, které byly spatřeny na počátku vesmíru, jsou velmi aktivní kvasary.

Je to objev, který by mohl vědcům pomoci vyřešit přetrvávající a matoucí záhadu toho, jak supermasivní černé díry rostou do tak gigantických velikostí.

„Tak brzy ve vesmíru nevidíme mnoho dvojitých kvasarů. Proto je tento objev tak vzrušující,“ řekla. On říká Astronom Yu Qing Chen z University of Illinois v Urbana-Champaign.

Kvasary patří mezi nejjasnější objekty ve vesmíru. Obsahuje aktivní galaktické jádro – střed galaxie, která hostí supermasivní černou díru, která polyká obrovské množství materiálu.

Černé díry nevyzařují žádné vlastní světlo, které můžeme v současnosti detekovat. Obrovské množství materiálu obíhajícího černou díru je ohříváno intenzivním třením a gravitací, takže nejen září, ale také doutná napříč obrovskými, temnými zálivy časoprostoru.

Mnohé z galaxií raného vesmíru jsou kvasarové galaxie a některé v blízkém vesmíru mají ve svém středu dva nebo dokonce tři kvasary. K tomu dochází, když se galaxie srazí a spojí, z nichž každá má svou vlastní supermasivní černou díru. Dvě černé díry padají k sobě a nakonec – myslíme si – se spojí a vytvoří supermasivní černou díru.

Ale je trochu obtížnější odhalit tato spojení v raném vesmíru. Světlo z J0749+2255 cestovalo přes 10 miliard let, než se k nám dostalo; To, co vidíme v galaxii, je velmi malé a slabé ve srovnání s objekty mnohem blíže k nám. V této vzdálenosti je vzdálenost mezi supermasivními černými dírami spojenými gravitací příliš malá na to, aby ji naše současné přístroje viděly.

Slabý rozdíl ve světle od J0749+2255 detekovaný dalekohledem Gaia naznačuje, že se s galaxií může dít něco víc, než bylo okamžitě zřejmé… existuje však několik možných příčin, mezi nimi dvojitý kvasar. Tým musel sáhnout hlouběji, aby zjistil, co se skutečně děje.

„Proces potvrzení nebyl snadný a potřebovali jsme řadu dalekohledů pokrývajících spektrum od rentgenového záření po rádio, abychom konečně potvrdili, že tento systém byl skutečně pár kvasarů, spíše než dva snímky, řekněme, gravitační čočky kvasaru. .“ On říká Astronom Yu Xin z University of Illinois.

a J0749+2255 Special. Protože obě černé díry jsou kvasary, jsou dostatečně svítivé, aby je bylo možné rozlišit. A ještě nejsou dost blízko na to, aby byly gravitačně vázanou dvojhvězdou, což znamená, že mají dostatek separace pro individuální rozhodování.

Pomocí pozorování z celé řady pozemních a vesmírných dalekohledů Chen a jeho kolegové analyzovali světlo z J0749 + 2255. Zjistili, že se dvě černé díry pravděpodobně vyvinou do gravitačně vázané těsné dvojhvězdy přibližně za 220 milionů let. Rozpadající se oběžná dráha této dvojhvězdy nakonec povede ke srážce a splynutí do ještě masivnější černé díry.

(Možná se nyní srazili, ale tato událost je pro nás v současnosti bezvýznamná; proto astronomové dělají takové předpovědi v přítomném čase.)

Vědci také zjistili, že tyto dvě černé díry jsou relativistickým průsečíkem, který registruje přibližně 1,26 miliardy slunečních hmotností a 1,58 miliardy slunečních hmotností. Tyto objevy by nám mohly začít prozradit něco o rychlosti supermasivních černých děr v raném vesmíru – což astronomům pomůže pochopit vývoj moderních černých děr, které mohou mít rozměry miliard Slunce.

Stále je co odhalovat, ale J0749+2255 představuje důležitý krok vpřed.

„Začínáme odhalovat tuto část ledovce pro rané binární skupiny kvasarů,“ říká astronom Shen Liu z University of Illinois v Urbana-Champaign.

„V tom je jedinečnost této studie. Ve skutečnosti nám říká, že tato skupina existuje, a nyní máme způsob, jak identifikovat párové kvasary, které jsou odděleny objemem menším, než je velikost jedné galaxie.“

Výzkum publikovaný v Příroda.