Optická data z Hubbleova kosmického dalekohledu a Sloan Digital Sky Survey jsou zobrazena pomocí rentgenových pozorování shromážděných Chandra kosmickým dalekohledem, z nichž každý ukazuje SDSS J084905.51 + 111447.2, což vědci považují za sloučení s trojitou černou dírou.
(Obrázek: © X-ray: NASA / CXC / George Mason Univ./R. Pfeifle et al .; Optical: SDSS & NASA / STScI)
Vezměte tři z nejmasivnějších objektů ve vesmíru, smogujte je a jejich okolní galaxie a ohňostroje určitě budou ohromující - a možná jednoho dne vědci uvidí kolizi.
Ten den ještě nepřišel. Ale nyní se astronomové přiblížili a spatřili, co může být příčinou takové masivní fúze: Tři galaxie, z nichž každá pravděpodobně skrývá supermasivní Černá díra ve svém srdci jsou všichni na kolizním kurzu, který by vědcům pomohl pochopit, proč vesmír vypadá tak, jak to vypadá.
„Protože jsou tyto systémy tak vzácné, vlastně o nich moc nevíme jako o populaci, proto je důležité je najít více,“ Ryan Pfeifle, hlavní autor nového výzkumu popisujícího nález a doktorand v oboru astronomie na George Mason University, řekl Space.com. „Pokud najdeme více, můžeme je studovat jako populaci a říci:„ Dobře, obecně se to takto snaží tyto systémy chovat. ““
Sloučení černých děr může znít jako staré zprávy, ale tato událost není ničím podobným srážkám, které vědci „slyšeli“ gravitačními vlnami pouze v posledních několika letech. Tyto signály jsou produkovány kolize černých děr každý z nich může být nanejvýš několik desítekkrát větší než hmotnost našeho slunce, jako by se dvě kapičky bez námahy spojily na pláštěnku.
Každý z supermasivní černé díry zapojený do nového výzkumu obsahuje hmotu stovek milionů sluncí a je obklopen celými galaxiemi hvězd, planet a měsíců. Jejich srážka by byla jako dvě zuřící řeky protékající přehradou a přetvořením krajiny povodněmi. Taková událost by vytvořila gravitační vlny, ale takové neuvěřitelné délky, kterou jim moderní detektory prostě nemohou vycítit.
Ale jsou to takové interakce, které astronomové věří, že jsou klíčové pro to, aby vesmír vytvořil to, co dnes vypadá, poseté tajemným supermasivní černé díry. „Nikdo opravdu neví, jak se mohou dostat tak masivní docela brzy v dějinách vesmíru,“ řekl agentuře Space.com Shobita Satyapal, poradce a spoluautor Pfeifle a astrofyzik na univerzitě George Masona. "Jedním z nejpřesvědčivějších mechanismů, kde mohou rychle růst, je prostřednictvím těchto fúzí galaxií."
Vědci se tedy chtěli pokusit o takové spojení dříve, než k tomu dojde. Analytici údajů o dobrovolnících označili sbírku cílů na základě měření infračerveného světla jako potenciálních míst, kde došlo ke kolizi dvou zralých galaxií.
"Rozhodli jsme se hledat krmení černých děr pomocí technik, které nikdy nebyly použity, technik, které byly citlivé na zatemnění," řekl Satyapal. "Je to jakýsi nový přístup k hledání těchto krmení černých děr pomocí nástrojů, které se tradičně nepoužívaly v těchto pozdějších interakcích."
Tým za novým výzkumem shromáždil další pozorování těchto míst pomocí Rentgenová observatoř Chandra NASA. Vědci doufali, že další údaje odhalí superhmotnou černou díru hodující se po hmotě a vyplivující rentgenové paprsky v srdci každé galaxie v těchto spojujících se párech. Zapsání do rentgenového záření je důležité, protože tyto objekty jsou zahaleny v oblacích prachu a plynu, které blokují jiné typy světla.
Ukázalo se však, že jeden pár nebyl takovou věcí - tedy nový výzkum. Cílený systém je formálně známý jako SDSS J084905.51 + 111447.2, ale rozhodně to neříkejte. Zkrácená verze jeho názvu je SDSS J0849 + 1114; to taky neříkej. Můžeme to prostě přezdívat Triple? Díky moc.
Pfeifle se přesto připojil k projektu a analyzoval Pozorování Chandry Triple a dalších potenciálních fúzí. Když poprvé prohlížel data Triple, vypadal stejně slibně jako ostatní potenciální dua. Teprve když si znovu prohlédl data, uvědomil si, že něco bylo jiné.
"Když jsem se právě podíval na rentgenový snímek, neuvědomil jsem si, že jsou to tři rentgenové zdroje jen proto, že jsem naivní mladý postgraduální student," řekl Pfeifle. Pak ale přidal i optická data o této oblasti. „Když jsem to postavil, najednou se ozvalo klikání a řekl jsem:„ Počkej chvilku, to se děje něco rybího. “„ Výsledkem byla dvouletá posedlost, aby se zjistilo, zda skutečně existují tři slučující se superhmotné galaxie černé díry. .
(Triple zachytil také oči ostatních vědců. Samostatný tým vědců také dospěl k závěru, že Triple jsou pravděpodobně tři srážející se superhmotné galaxie černé díry, založené na některých překrývajících se a některých jedinečných datech. jejich analýza na předtištěný server arXiv.org v červenci a odmítl rozhovor s Space.com v té době, protože byl podroben vzájemné recenzi za účelem zveřejnění. „Došli k podobnému závěru,“ řekl Satyapal a dodal, že jejich tým začal psát své výsledky v únoru. "Je hezké vidět, že existuje potvrzení.")
Výzkum Pfeifle a Satyapal předpokládá, že Triple jsou tři galaxie, které se možná střetnou - i když by se mohly navzájem pasou, ne dost blízko, aby se ponořily do konečné spirály. Jde-li o skutečnou fúzi, vědci si nemohou být jisti, jak daleko podél masivní kolize může být, ačkoli od začátku do konce takové fúze pravděpodobně trvá asi milion let.
Právě teď jsou galaxie mezi 11 000 a 23 800 světelné roky na rozdíl od sebe. Jedno z trojice rozhodně skrývá ve svém středu krmnou superhmotnou černou díru; zdá se, že i ostatní dva mají stejný oznamovací signál jako první, uvedli vědci.
Naopak, systémy jako Triple mohou být více informativní než páry, které tým vlastně lovil. Sloučení se dvěma částmi se mohou plazit spolu a trvat déle, než je život vesmíru, aby se připojili, ale zdá se, že přítomnost třetí galaxie bude kolizi kolísat, soudě podle simulací vědci takové události zažili.
Tyto simulace také naznačují, co by se mohlo stát s Triple, pokud bude galaxie se jednoho dne srazí. „Stále by existovala galaxie, takový druh trosky zpočátku,“ řekl Satyapal. Dynamika srážky může deformovat jednotlivé galaxie, které možná začaly, řekněme, jako jemně strukturované víry hvězd, jako je naše vlastní Mléčná dráha, do něčeho, co nelze poznat.
"Myslíme si, že tato fúze nejenže rozšiřují černou díru, ale ve skutečnosti transformují diskovou galaxii na obří eliptické galaxie," řekl Satyapal. "Máte jen velkou kouli hvězd s obrovskou černou dírou."
Výzkum je popsán v papír zveřejněno 7. srpna na serveru předtisku arXiv.org a přijato k publikování v The Astrophysical Journal.
- Náš rentgenový vesmír: Úžasné fotografie rentgenové observatoře Chandra NASA
- Podívejte se na rentgenové sousedství vůbec první černé díry fotografie v tomto zobrazení kosmického dalekohledu
- NASA představuje úžasné kosmické pohledy, když se rentgenová observatoř Chandra změní na 20
