Ve „fosilních galaxiích“ vytvořených srážkou byly nalezeny dvě supermasivní černé díry, které jsou tak hmotné, že se odmítají srazit a splynout. Tento objev by mohl vysvětlit, proč ačkoliv bylo teoreticky předpovězeno sloučení supermasivních černých děr, nikdy nebylo pozorováno.
Supermasivní systém černých děr se nachází v eliptické galaxii B2 0402+379. Dvě černé díry dohromady mají hmotnost 28 miliarda Je více než dvakrát větší než Slunce, což z něj dělá nejhmotnější binární černou díru, jaká kdy byla spatřena. Nejen to, ale binární složky tohoto systému jsou nejblíže v páru supermasivních černých děr, které od sebe dělí pouhých 24 světelných let.
Toto je jediná binární černá díra, která byla vyřešena dostatečně podrobně, aby bylo možné vidět oba objekty odděleně. Je zvláštní, že zatímco blízkost těchto dvou objektů naznačuje, že se musí srazit a splynout, zdá se, že byly ve stejném orbitálním tanci kolem sebe po více než 3 miliardy let.
Příbuzný: Nejbližší pár supermasivních černých děr k Zemi se nachází v troskách galaktické kolize
Tým, který duo objevil v datech shromážděných teleskopem Gemini North na Havaji, věří, že supermasivním černým dírám brání ve splynutí kvůli jejich obrovské hmotnosti.
„Normálně se zdá, že galaxie obsahující páry lehčích černých děr mají dostatek hvězd a hmoty na to, aby je rychle stlačily,“ řekl Roger Romani, člen týmu a profesor fyziky na Stanfordské univerzitě. prohlášení. „Protože je tato dvojice tak těžká, vyžadovalo by to hodně hvězd a plynu, aby se ta práce udělala. Ale dvojice vyčistila centrální galaxii od takové hmoty a nechala ji nefunkční.“
Dva páry supermasivních černých děr nejsou kompatibilní… zatím
B2 0402+379 je „fosilní kupa“, která představuje to, co se stane, když se celá skupina hvězd a plynu spojí do jedné masivní galaxie. Naprostá hmotnost dvou supermasivních černých děr v jejich jádru naznačuje, že série sloučení menších černých děr je vytvořila, když se několik galaxií v kupě setkalo a spojilo dohromady.
Vědci se domnívají, že v srdci většiny galaxií, ne-li všech, je masivní černá díra s hmotností ekvivalentní milionům nebo miliardám sluncí. Jediná hvězda nemůže zkolabovat, aby vytvořila tak masivní černé díry, takže se předpokládá, že supermasivní černé díry se rodí prostřednictvím řetězců sloučení postupně větších a masivnějších černých děr.
Když se stejné galaxie srazí a splynou, vědci předpokládají, že se supermasivní černé díry v jejich jádrech pohybují společně a vytvářejí binární pár. Při vzájemném oběhu tyto černé díry vyzařují vlnění v časoprostoru nazývané gravitační vlny, které přenášejí moment hybnosti pryč od dvojice, což způsobuje, že černé díry obíhají těsněji u sebe.
Nakonec, když jsou černé díry dostatečně blízko u sebe, měla by převzít jejich gravitace a černé díry se srazí a spojí stejně jako černé díry, které se srazily, aby je vytvořily. Otázka zní: Mohou být některé supermasivní černé díry tak masivní, že by se srážka zastavila?
Aby tým lépe porozuměl tomuto systému těžkých černých děr, obrátil se na archivní data shromážděná přístrojem Gemini Multi-Object Spectrograph (GSO) společnosti Gemini North. To jim umožňuje určit rychlost hvězd v blízkosti dvou supermasivních černých děr, a tím i celkovou hmotnost těchto dvou černých děr.
„Vynikající citlivost GMOS nám umožnila zmapovat rostoucí rychlosti hvězd, když se podíváme do galaktického středu,“ dodal Roman. „Z toho jsme byli schopni odvodit celkovou hmotnost černých děr tam venku„.
Zastavená fúze
Hmotnost dvou černých děr v systému je tak velká, že tým věří, že k přiblížení dvou supermasivních černých děr by kolem nich bylo zapotřebí mimořádně velkého počtu hvězd. Zatímco se to však dělo, energie unikající z dua odhazovala hmotu pryč z její blízkosti.
Tím zůstal střed B2 0402+379 zbavený hvězd a plynu dostatečně blízko dvojhvězdy, aby z ní mohl extrahovat energii. Výsledkem je, že postup těchto dvou supermasivních černých děr směrem k sobě byl zastaven, protože se blíží do závěrečné fáze před sloučením.
Výsledky týmu poskytují důležitý kontext týkající se vzniku supermasivních binárních černých děr po sloučení galaxií, ale také podporují myšlenku, že hmotnost těchto dvojhvězd je nedílnou součástí pro zabránění černým dírám v následování.
Tým si v současné době není jistý, zda dvě supermasivní černé díry v této nejtěžší objevené dvojhvězdě nakonec překonají tuto pauzu ve fúzi, nebo zda zůstanou ve stavu fúzního limbu trvale.
„Těšíme se na následná vyšetřování jádra B2 0402+379, kde se podíváme na to, kolik plynu je přítomno,“ řekl hlavní autor výzkumu a student na Stanfordu Tirath Surti. „To by nám mělo poskytnout lepší přehled o tom, zda by se supermasivní černé díry mohly nakonec spojit, nebo zda zůstanou uvízlé jako binární.“
Jedním ze způsobů, jak by mohlo být toto masivní zúčtování zastaveno, je, že se další galaxie spojí s B2 0402+379, čímž se do směsi dostane více hvězd, plynu a další masivní černé díry a naruší se tato křehká rovnováha. Nicméně skutečnost, že B2 0402+379 je fosilní galaxie, která nebyla po miliardy let narušena, činí tento scénář pravděpodobným.
Jedna věc, kterou tento výzkum potvrzuje, je, jak užitečná jsou pro astronomy archivní data z dalekohledů, jako je Gemini North, který je propojen s dalekohledem Gemini South na hoře v chilských Andách, aby vytvořil Gemini International Observatory.
„Datový archiv sloužící Mezinárodní observatoři Gemini obsahuje zlatý důl nevyužitých vědeckých objevů,“ řekl Martin Steele, ředitel programu National Science Foundation pro Mezinárodní observatoř Gemini. „Společná měření této masivní binární černé díry jsou úžasným příkladem potenciálního dopadu nového výzkumu zkoumajícího tento bohatý archiv.“
Výzkum týmu je publikován v Astrophysical Journal.
„Hudební učenec. Spisovatel. Zlý slanina evangelista. Hrdý twitter narkoman. Myslitel. Milovník internetu. Jemně okouzlující hráč.“
