Astronómovia nedávno zbadali 2 supermasívne čierne diery na pokraji epickej kolízie: ScienceAlert

Len 3 miliardy rokov po Veľkom tresku astronómovia objavili kozmický rozbitie, ktoré čaká na to, aby sa stalo v masívnom objekte.

Galaxia s názvom J0749+2255 v skutočnosti pozostáva z dvoch galaxií zlúčených do jednej a obsahuje nie jednu, ale dve aktívne sa vyskytujúce supermasívne čierne diery. Náhodou sa tieto dve čierne diery nachádzajú na kolíznom kurze, pričom ich delí relatívne malá vzdialenosť iba 10 000 svetelných rokov.

Nie je to prvýkrát, čo sme videli bezprostrednú zrážku supermasívnej čiernej diery, ale J0749+2255 je vzácny klenot. Bolo to pozorované na začiatku vesmíru a obe čierne diery sú mimoriadne aktívne kvazary.

Je to objav, ktorý by vedcom mohol pomôcť pri práci na pokračujúcej a záhadnej hádanke o tom, ako supermasívne čierne diery rastú do takých obrovských rozmerov.

„Takto skoro vo vesmíre nevidíme veľa dvojitých kvasarov. A práve to robí tento objav tak vzrušujúcim.“ Hovoria Astronóm Yu-Ching Chen z University of Illinois v Urbana-Champaign.

Kvazary patria medzi najjasnejšie objekty vo vesmíre. Obsahujú aktívne galaktické jadro – centrum galaxie, v ktorej sa nachádza supermasívna čierna diera, ktorá aktívne pohlcuje obrovské množstvo materiálu.

Čierne diery nevyžarujú vlastné svetlo, ktoré v súčasnosti dokážeme detekovať. Obrovské množstvo materiálu obiehajúceho okolo čiernej diery je zahrievané obrovským trením a gravitáciou, takže nielen žiari, ale aj naďalej žiari cez obrovské temné priepasti času a priestoru.

Mnohé rané galaxie vo vesmíre sú kvazarové galaxie a niektoré v blízkom vesmíre majú tiež dva alebo tri kvazary vo svojich centrách. Vyskytuje sa, keď sa galaxie zrazia a zlúčia, pričom každá má svoju vlastnú supermasívnu čiernu dieru. Dve čierne diery padajú k sebe a nakoniec – myslíme si – sa spoja a vytvoria oveľa väčšiu supermasívnu čiernu dieru.

Ale tieto fúzie sa v ranom vesmíre zisťujú o niečo ťažšie. Svetlo z J0749+2255 prešlo k nám viac ako 10 miliárd rokov; To, čo vidíme na Mliečnej dráhe, je dosť malé a matné v porovnaní s tým, čo je nám oveľa bližšie. V tejto vzdialenosti je priestor medzi supermasívnymi čiernymi dierami, ktoré sú navzájom spojené gravitáciou, zvyčajne príliš malý na to, aby ho bolo možné vidieť našimi súčasnými prístrojmi.

Nepatrná zmena zistená teleskopom Gaia vo svetle z J0749+2255 naznačovala, že s galaxiou by sa mohlo diať niečo iné, čo bolo okamžite zrejmé… ale možných príčin bolo veľa, jednou z nich bol dvojitý kvazar. Tím musel kopať veľmi hlboko, aby zistil, čo sa skutočne deje.

„Proces potvrdenia nebol jednoduchý a potrebovali sme rad ďalekohľadov pokrývajúcich spektrum od röntgenových lúčov po rádio, aby sme konečne potvrdili, že tento systém je skutočne párom kvazarov, a nie, povedzme, gravitačnej šošovky.“ Caesar,“ Hovoria Astronóm Yu Shen z University of Illinois.

A J0749+2255 je špeciálna. Keďže obe čierne diery sú kvazary, žiaria tak jasne, že sa dajú rozlíšiť. A ešte nie sú dosť blízko na to, aby boli gravitačne viazanou dvojhviezdou, čo znamená, že majú dostatočnú separáciu na individuálne rozlíšenie.

Pomocou pozorovaní z celého radu pozemných a vesmírnych ďalekohľadov Chen a jeho kolegovia analyzovali svetlo z J0749+2255. Zistili, že dve čierne diery sa pravdepodobne vyvinú do gravitačne viazanej tesnej dvojhviezdy približne za 220 miliónov rokov. Rozpadajúca sa dráha tejto dvojhviezdy nakoniec povedie ku kolízii a splynutiu do ešte masívnejšej čiernej diery.

(Možno sa už zrazili, ale táto udalosť je pre nás tu a teraz bezvýznamná; preto astronómovia robia takéto predpovede v prítomnom čase.)

Vedci tiež zistili, že tieto dve čierne diery sú relativistické časti, ktoré obiehajú okolo 1,26 miliardy hmotností Slnka a 1,58 miliardy hmotností Slnka. Tieto zistenia nám môžu začať prezrádzať niečo o rýchlosti, ktorou sa tvorili binárne supermasívne čierne diery v ranom vesmíre – čo pomôže astronómom pochopiť vývoj nedávnych čiernych dier, ktoré môžu mať veľkosť niekoľkých miliárd slnečných hmôt.

Stále je čo odhaliť, ale J0749+2255 predstavuje dôležitý krok vpred.

„Práve začíname odhaľovať túto špičku ľadovca raných populácií binárnych kvazarov,“ Hovorí astronóm Xin Liu z University of Illinois v Urbane-Champaign.

„To je jedinečnosť tejto štúdie. Naozaj nám hovorí, že táto populácia existuje a teraz máme spôsob, ako identifikovať dvojité kvazary, ktoré sú menej odlišné ako veľkosť jednej galaxie.“

Výskum bol zverejnený Príroda,