Dane optyczne z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i Sloan Digital Sky Survey są pokazane wraz z obserwacjami rentgenowskimi zebranymi przez Teleskop Kosmiczny Chandra, z których każdy pokazuje SDSS J084905.51 + 111447.2, który zdaniem naukowców jest połączeniem potrójnej czarnej dziury.
(Zdjęcie: © RTG: NASA / CXC / George Mason Univ./R. Pfeifle i in .; Optyczny: SDSS i NASA / STScI)
Weź trzy najbardziej masywne obiekty we wszechświecie, zniszcz je razem i otaczające je galaktyki, a fajerwerki z pewnością będą zdumiewające - a może kiedyś naukowcy zobaczą kolizję.
Ten dzień jeszcze nie nadszedł. Ale teraz astronomowie zbliżyli się, zauważając, co może być przygotowaniem do tak ogromnego połączenia: Trzy galaktyki, z których każda prawdopodobnie ukrywa supermasywność czarna dziura w ich sercu wszyscy są na kursie kolizyjnym, który mógłby pomóc naukowcom zrozumieć, dlaczego wszechświat wygląda tak, jak robi.
„Ponieważ te systemy są tak rzadkie, tak naprawdę nie wiemy zbyt wiele o nich jako populacji, dlatego ważne jest, aby znaleźć ich więcej”, Ryan Pfeifle, główny autor nowych badań opisujących odkrycie i doktorant w powiedział astronomii z George Mason University. „Jeśli uda nam się znaleźć więcej, możemy zbadać je jako populację i powiedzieć:„ OK, ogólnie tak zachowują się te systemy ”.
Łączenie czarnych dziur może brzmieć jak stare wiadomości, ale to wydarzenie nie przypomina zderzeń, które naukowcy „słyszeli” przez fale grawitacyjne w ciągu ostatnich kilku lat. Sygnały te są wytwarzane przez zderzenia czarnych dziur każda z nich może być najwyżej kilkadziesiąt razy większa od masy naszego słońca, jak dwie kropelki bez trudu łączące się na kurtce przeciwdeszczowej.
Każdy z supermasywne czarne dziury zaangażowany w nowe badania zawiera masę setek milionów słońc i jest otoczony całymi galaktykami gwiazd, planet i księżyców. Ich zderzenie byłoby jak dwie szalejące rzeki, które przedzierają się przez tamy i przekształcają krajobraz w powodzie. Takie zdarzenie stworzyłoby fale grawitacyjne, ale o tak niewiarygodnej długości, że nowoczesne detektory po prostu ich nie wyczuwają.
Ale tego rodzaju interakcje, które zdaniem astronomów mają kluczowe znaczenie dla przekształcenia wszechświata w to, jak dziś wygląda, naznaczone tajemniczym supermasywne czarne dziury. „Nikt tak naprawdę nie wie, jak mogą stać się tak masywni dość wcześnie w historii wszechświata” - powiedział Space.com Shobita Satyapal, doradca i współautor Pfeifle oraz astrofizyk z George Mason University. „Jednym z najbardziej przekonujących mechanizmów, dzięki którym mogą szybko rosnąć, są połączenia galaktyk”.
Tak więc badacze chcieli spróbować wykryć takie połączenie, zanim ono nastąpi. Analitycy danych ochotników oznaczyli zbiór celów na podstawie pomiarów światła podczerwonego jako potencjalne miejsca zderzenia dwóch dojrzałych galaktyk.
„Postanowiliśmy poszukać karmienia czarnych dziur przy użyciu technik, które nigdy wcześniej nie były używane, technik wrażliwych na zaciemnienie” - powiedział Satyapal. „To coś w rodzaju nowego podejścia do szukania tych karmiących czarnych dziur przy użyciu narzędzi, które tradycyjnie nie były używane w końcowych etapach interakcji”.
Zespół odpowiedzialny za nowe badania zebrał dodatkowe obserwacje tych miejsc Obserwatorium rentgenowskie Chandra NASA. Naukowcy mieli nadzieję, że dodatkowe dane ujawnią supermasywną czarną dziurę ucztującą na materii i wyrzucającą promienie rentgenowskie w serce każdej galaktyki w tych połączonych parach. Kluczowanie do promieni rentgenowskich jest ważne, ponieważ obiekty te są owinięte chmurami pyłu i gazu, które blokują inne rodzaje światła.
Okazało się jednak, że jedna para nie była czymś takim - stąd nowe badania. System docelowy jest formalnie znany jako SDSS J084905.51 + 111447.2, ale zdecydowanie nie nazywajmy tego tak. Skrócona wersja jego nazwy to SDSS J0849 + 1114; nie nazywajmy tego też. Czy możemy po prostu nazwać go Potrójnym? Dzięki wielkie.
W każdym razie Pfeifle dołączył do projektu, aby przeanalizować Obserwacje Chandra Potrójnego i innych potencjalnych połączeń. Gdy po raz pierwszy przejrzał dane Triple, wyglądało to tak samo obiecująco, jak inne potencjalne duety. Dopiero po ponownym przejrzeniu danych zdał sobie sprawę, że coś jest inne.
„Kiedy właśnie spojrzałem na zdjęcie rentgenowskie, tak naprawdę nie zdawałem sobie sprawy, że są to trzy źródła promieniowania rentgenowskiego tylko dlatego, że byłem naiwnym młodym doktorantem” - powiedział Pfeifle. Ale potem dodał także dane optyczne o tym obszarze. „Kiedy ustawiłem to w szeregu, nagle coś kliknęło i powiedziałem:„ Och, poczekaj chwilę, tam dzieje się coś podejrzanego ”.„ Rezultatem była dwuletnia obsesja, aby ustalić, czy rzeczywiście istnieją trzy łączące się supermasywne galaktyki czarnej dziury .
(Potrójny również przykuł uwagę innych badaczy. Odrębny zespół naukowców doszedł również do wniosku, że Potrójna to prawdopodobnie trzy zderzające się supermasywne galaktyki z czarnymi dziurami, w oparciu o niektóre nakładające się i wyjątkowe dane. ich analiza na serwer przed wydrukiem arXiv.org w lipcu i odrzucił wówczas wywiad z Space.com, ponieważ został on poddany recenzji w celu publikacji. „Doszli do podobnego wniosku” - powiedział Satyapal, który dodał, że ich zespół zaczął pisać wyniki w lutym. „Miło jest widzieć, że istnieje potwierdzenie.”)
Badania Pfeifle i Satyapal zakładają, że Potrójna to trzy galaktyki, które być może zderzają się - chociaż mogą po prostu pasować się, nie na tyle blisko, by zapaść się w ostatnią spiralę. Jeśli jest to prawdziwa fuzja, naukowcy nie mogą być pewni, jak daleko może być ogromna kolizja, chociaż od początku do końca taka fuzja zajmuje prawdopodobnie około miliona lat.
W tej chwili galaktyki mają od 11 000 do 23 800 lata świetlne oprócz siebie. Jedno z trio zdecydowanie kryje w środku supermasywną czarną dziurę; pozostałe dwa również wydają się, ale nie wykazują tego samego sygnału ostrzegawczego jak pierwszy, twierdzą naukowcy.
Wbrew intuicji, systemy takie jak Potrójne mogą być bardziej pouczające niż pary, na które drużyna faktycznie polowała. Dwuczęściowe połączenia mogą się czołgać, trwając dłużej niż długość życia wszechświata, ale obecność trzeciej galaktyki wydaje się prawdopodobnie popychać kolizję, sądząc z symulacji przeprowadzonych przez naukowców takich zdarzeń.
Te symulacje sugerują również, co może się stać z Potrójnym, jeśli jest galaktyki kiedyś się zderzą. „Początkowo istniałaby galaktyka, coś w rodzaju wraku pociągu” - powiedział Satyapal. Dynamika zderzenia może wypaczać pojedyncze galaktyki, które mogły się rozpocząć, powiedzmy, jako delikatne struktury wirów gwiazd, takich jak nasza Droga Mleczna, w coś nie do poznania.
„Uważamy, że te połączenia nie tylko powiększają czarną dziurę, ale w rzeczywistości przekształcają galaktykę dyskową w gigantyczne galaktyki eliptyczne” - powiedział Satyapal. „Po prostu masz dużą kulę gwiazd z ogromną czarną dziurą”.
Badania opisano w papier opublikowany 7 sierpnia na serwerze preprint arXiv.org i zaakceptowany do publikacji w czasopiśmie Astrophysical Journal.
- Nasz Wszechświat Rentgenowski: Niesamowite zdjęcia NASA Chandra X-Ray Observatory
- Zobacz zdjęcie rentgenowskie pierwszego zdjęcia czarnej dziury w tym widoku teleskopu kosmicznego
- NASA przedstawia niesamowite kosmiczne widoki, gdy obserwatorium rentgenowskie Chandra kończy 20 lat
