Gravitačný gigant v tanci smrti

Astronómovia pred zlúčením pozorujú dve superhmotné čierne diery

Takto by mohli vyzerať dve obiehajúce supermasívne čierne diery. © Josh Valenzuela / University of New Mexico
čítať nahlas

Obri pred fúziou: Astronómovia prvýkrát objavili dve superhmotné čierne diery v galaxii, ktoré sa navzájom tesne krúžia. Vedci tvrdia, že obidve spolu tvoria 15 miliárd slnečných hmôt, ale sú od seba vzdialené iba 24 svetelných rokov. V budúcnosti sa obidve čierne diery spoja do jedného masívneho jadra galaxie.

Menšie čierne diery v tvare hviezdy sa zlúčia častejšie - aspoň od prvého zistenia gravitačných vĺn. Pretože teraz už trikrát zaregistrované otrasy časopriestoru boli v každom prípade spôsobené fúziou dvoch hviezdnych čiernych dier.

Astronómovia však už dlho tušili, že podobné veci sa dejú v srdci zrážajúcich sa galaxií - ale v oveľa väčšej miere. Pretože v strede každej galaxie je supermasívna čierna diera, fúzia galaxie ju privádza do tesného kontaktu. Keď sú obaja obaja priťahovaní vzájomnou gravitačnou silou, začínajú sa navzájom krúžiť čoraz viac a bližšie, až kým sa nakoniec navzájom nezlučujú - pokiaľ ide o teóriu.

Galaxia s dvoma centrami

Nikdy však nebolo možné priamo sledovať taký „tanec obrov“ - doteraz. Tento objav bol úspešný, pretože astronómovia pozorovali galaxiu 0402 + 379 750 miliónov svetelných rokov od Zeme počas dvanástich rokov. Už v roku 2006 zistili, že táto galaxia má dve centrá - náznak minulého zlúčenia.

Použitím veľmi dlhej základnej línie (VLBA), koalície desiatich amerických rozhlasových ďalekohľadov, tím vedený Karishmou Bansal z University of New Mexico hľadal rádiové signály centrálnych čiernych dier a zaznamenával ich polohu pri každom pozorovaní. Iba kombináciou údajov z dvanástich rokov sa im podarilo dokázať, že títo dvaja masoví obri sa obiehajú. zobraziť

„Toto je prvý pár čiernych dier, ktoré môžeme vidieť ako samostatné objekty, ktoré sa navzájom krúžia, “ hovorí kolega Bansal Greg Taylor. „Toto robí z tohto prvý priamo viditeľný dvojitý systém čiernych dier.“

Zaznamenanie VLBA galaxie 0402 + 379 s dvoma strednými čiernymi dierami. University of New Mexico

Krúžok tancuje na slimákovom tempe

Pozorovania ukázali, že dve čierne diery spolu tvoria 15 miliárd slnečných hmôt mass sú to skutoční obri. Vedci tvrdia, že ich hrany sú od seba vzdialené len asi 24 svetelných rokov, ale na spoločnú obežnú dráhu vyžadujú asi 24 000 rokov. Aby dokázali vôbec zmeniť polohu, museli preto vyhodnotiť a porovnať namerané údaje za viac ako desať rokov.

„Je to ako pozerať slimáka na planéte okolo Proxima Centauri, “ hovorí spoluautor Roger Romani zo Stanfordskej univerzity. „Toto sa plazí vpred s centimetrom za sekundu, ale je to dobré štyri svetelné roky - musíme tu rozpustiť podobný moment hybnosti.“

Zlúčenie za milión rokov

Ale tanec gigantov nebude trvať večne: gravitačne priťahované jeden k druhému sa dve čierne diery priblíži a priblíži sa v priebehu času mer, kým sa nezjednotia. Táto dramatická udalosť rozbije časopriestor a uvoľní gravitačné vlny - aj keď oveľa viac ako pri hviezdnych dierach len niekoľko desiatok solárnych hmôt. Astronómovia odhadujú, že k tejto fúzii dôjde najmenej za jeden milión rokov pre dva giganty v galaxii 0402 + 379.

Už vám však Dance of Gravity Giants poskytuje cenné informácie o interakcii takýchto centier galaxií. „Supermasívne čierne diery majú veľký vplyv na hviezdy okolo nich a na rast a vývoj ich galaxie, “ vysvetľuje Taylor. „Lepšie porozumenie im a pozorovanie toho, čo sa stane, keď sa zlúčia, môže byť preto dôležité pre naše pochopenie vesmíru.“

Nedávny objav naznačil, že to môže byť dosť dynamické: astronómovia pozorovali supermasívnu čiernu dieru, ktorá bola vyhodená zo srdca galaxie. (The Astrophysical Journal, 2017; doi: 10, 3847 / 1538-4357 / aa74e1)

(National Radio Astronomy Observatory / University of New Mexico, 29.06.2017 - NPO)