Naukowcom korzystającym z danych archiwalnych z teleskopu Gemini North udało się ustalić masę największego znanego układu podwójnego czarnych dziur. Jest to przełom w zrozumieniu rzadkiego zjawiska połączenia supermasywnych czarnych dziur (SMBH) – teoretycznie przewidywanego lecz dotąd nieobserwowanego w praktyce. Ten unikalny przypadek, gdzie obie supermasywne czarne dziury są widoczne tak wyraźnie, otwiera nowe perspektywy na zrozumienie mechanizmów ich wzajemnego oddziaływania.
Jakie informacje znajdziemy w publikacji?
W centrum galaktyk: Teoria i rzeczywistość
Każda masywna galaktyka skrywa w swoim sercu supermasywną czarną dziurę. Gdy dwie galaktyki zlewają się w jedną, ich czarne dziury tworzą układ podwójny krążąc wokół siebie. Teoria sugeruje, że powinno to ostatecznie doprowadzić do ich połączenia – do tej pory jednak nie udało się dokonać bezpośrednich obserwacji takiego zjawiska, a znane były jedynie przypadki połączenia mniejszych, gwiazdowych czarnych dziur.
By czarne dziury mogły się zbliżyć i połączyć, muszą wytracić energię, co zwykle odbywa się za pośrednictwem dynamicznego tarcia. Jest to proces, w którym zbliżająca się czarna dziura przyspiesza gwiazdę za pomocą asysty grawitacyjnej, tracąc przy tym energię. W przypadku badanych czarnych dziur naukowcy stwierdzili, że prawie całkowicie opróżniły one centrum swojej galaktyki z materii, eliminując tym samym możliwość utraty energii poprzez tarcie.
Polecamy również …
Zaskakujące odkrycia w galaktyce B2 0402+379
Wykorzystując teleskop Gemini North astronomowie przyjrzeli się bliżej galaktyce eliptycznej B2 0402+379. Znajduje się tam para supermasywnych czarnych dziur, które krążą wokół siebie w odległości zaledwie 24 lat świetlnych. Pomimo teoretycznych przewidywań, że odległość ta powinna maleć, okazuje się, że przez ponad trzy miliardy lat pozostaje niezmieniona.
Analizując dane z Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) naukowcy stwierdzili, że prędkość gwiazd rośnie w miarę zbliżania się do centrum galaktyki. Profesor Roger Romani z Uniwersytetu Stanforda wskazał, że dzięki tej obserwacji udało się określić masę obu czarnych dziur. Odkrycie to potwierdza teorię, że to właśnie masa SMBH może blokować ich połączenie.
Zespół badawczy oszacował, że masa tego układu podwójnego wynosi około 28 miliardów mas Słońca, co czyni go jednym z największych znanych. Badania te dostarczają również cennych informacji na temat procesów formowania się galaktyk i mechanizmów, które uniemożliwiają połączenie się supermasywnych czarnych dziur.
Obserwacje pary czarnych dziur w galaktyce B2 0402+379 rzucają światło na wyjątkowe wyzwania, z jakimi muszą się zmierzyć takie układy, aby doszło do połączenia. Brak materii w centralnej części galaktyki sprawia, że proces zbliżania się i łączenia czarnych dziur jest powstrzymywany. Romani podkreśla, że najczęściej w galaktykach z czarnymi dziurami o mniejszej masie wystarczająca ilość gwiazd i gazu umożliwia szybką utratę energii.
Polecamy również …
Przyszłość badanego układu podwójnego
Nie wiadomo, czy i kiedy proces zbliżania się tych czarnych dziur może zostać wznowiony. Potencjalnym rozwiązaniem mogłoby być połączenie galaktyki B2 0402+379 z inną galaktyką, co dostarczyłoby nową materię do centrum i mogło zapoczątkować zbliżenie czarnych dziur, jednak taki scenariusz według naukowców pozostaje mało prawdopodobny.
To odkrycie nie tylko podważa dotychczasowe teorie na temat dynamiki supermasywnych czarnych dziur, ale również otwiera nowe drogi badawcze dotyczące ewolucji galaktyk i zjawisk kosmicznych na największą skalę.
(1) sci.news / „Astronomers Measure Heaviest Pair of Supermassive Black Holes Ever Found”
(2) space.com / „Heaviest pair of black holes ever seen weighs 28 billion times more than the sun”
(3) livescience.com / „Astronomers find heaviest black hole pair in the universe, and they’ve been trapped in an endless duel for 3 billion years”
