Regulowana para supermasywnych czarnych dziur jest najbliżej zderzenia, jakie kiedykolwiek widziano

Astronomowie zauważyli dwóch upiornych Goliatów w drodze na katastroficzne spotkanie. Astronomowie ogłosili 9 stycznia na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Seattle w opublikowanej pracy w Listy z dziennika astrofizycznego.

Choć kosmicznie blisko, w odległości zaledwie 750 lat świetlnych, jest supermasywna czarne dziury Nie połączą się przez kilkaset milionów lat. Tymczasem odkrycie astronomów pozwala lepiej oszacować, ile supermasywnych czarnych dziur jest bliskich zderzenia we wszechświecie.

Ta ulepszona liczba wierzchołków pomoże naukowcom dostroić się do chóru intensywnych zmarszczek wszechświata Czas wolny znany jako fale grawitacyjne, z których największe są produktem supermasywnych czarnych dziur bliskich zderzenia w następstwie połączenia galaktyk. Odkrycie fal grawitacyjnych tła poprawi szacunki liczby galaktyk, które zderzyły się i połączyły w historii wszechświata.

Niewielka odległość między nowo odkrytymi czarnymi dziurami jest „dość bliska granicy, którą możemy wykryć, dlatego jest to tak ekscytujące” – mówi współautorka badania Chiara Mingarelli, pracownik naukowy w Centrum Obliczeniowym Instytutu Flatiron. Astrofizyka w Nowym Jorku.

Ze względu na małą odległość między czarnymi dziurami, astronomowie mogli rozróżnić te dwa obiekty jedynie poprzez połączenie kilku obserwacji z siedmiu teleskopów, w tym Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. (Chociaż supermasywnych czarnych dziur nie można zobaczyć bezpośrednio za pomocą teleskopu optycznego, są one otoczone przez jasne gromady świecących gwiazd i przyciągany przez nie ciepły gaz. Przyciąganie grawitacyjne.)

Astronomowie szybko znaleźli tę parę, gdy zaczęli szukać, co oznacza, że ​​supermasywne czarne dziury „są prawdopodobnie bardziej powszechne niż nam się wydaje, ponieważ znaleźliśmy te dwie i nie musieliśmy daleko szukać, aby je znaleźć” – mówi Mingarelli.

Nowo zidentyfikowane supermasywne czarne dziury zamieszkują kombinację dwóch galaktyk, które zderzyły się około 480 milionów lat świetlnych od Ziemi. Gigantyczne czarne dziury żyją w jądrach większości galaktyk, powiększając się, pochłaniając gaz, pył, otaczające gwiazdy, a nawet inne czarne dziury. Dwie supermasywne czarne dziury zidentyfikowane w tym badaniu są prawdziwymi supermasywnymi: mają masę 200 milionów i 125 milionów razy większą od naszego Słońca.

Czarne dziury spotkały się, gdy ich galaktyki macierzyste zderzyły się ze sobą. W końcu zaczną krążyć wokół siebie, a orbita zacieśni się, gdy gaz i gwiazdy przejdą między czarnymi dziurami i wykradną energię orbitalną. W końcu czarne dziury zaczną wytwarzać fale grawitacyjne o wiele silniejsze niż jakiekolwiek wcześniej wykryte, zanim zderzą się ze sobą, tworząc pojedynczą czarną dziurę o gigantycznych rozmiarach.

Uwagi wstępne dotyczące fuzji galaktyki Widział tylko jedną supermasywną czarną dziurę: ponieważ te dwa obiekty są tak blisko siebie, naukowcy nie byli w stanie definitywnie ich rozróżnić za pomocą jednego teleskopu. Nowe badanie, które było prowadzone przez Michaela J. Chociaż żadna pojedyncza obserwacja nie była wystarczająca do potwierdzenia ich istnienia, połączone dane definitywnie ujawniły dwie odrębne czarne dziury.

„Ważne jest, aby przy tych wszystkich różnych obrazach uzyskać tę samą historię – że istnieją dwie czarne dziury” – mówi Mingarelli, porównując to nowe, wielokrotnie obserwowane badanie z poprzednimi wysiłkami. Do tego dochodzą inne badania [of close-proximity supermassive black holes] Wpadli w przeszłość. Kiedy ludzie poszli za nimi, okazało się, że jest tylko jedna czarna dziura. [This time we] Dużo uwag, wszystko zgodne.

Ona i wizytujący naukowiec z Flatiron, Andrew Casey Clyde, wizytujący naukowiec, wykorzystali nowe obserwacje do oszacowania liczby łączącej się populacji wszechświata supermasywne czarne dziury, odkrywając, że „może być zaskakująco wysoki”, mówi Mingarelli. Przewidują obfitość par supermasywnych czarnych dziur, które generują dużą ilość ultra-silnych fal grawitacyjnych. Cały ten zgiełk powinien skutkować głośnym tłem fali grawitacyjnej, które jest łatwiejsze do wykrycia, niż gdyby populacja była mniejsza. Pierwsze w historii wykrycie szumu fal grawitacyjnych w tle może nadejść „bardzo szybko” – mówi Mingarelli.