Spárované černé díry jsou teoretizovány jako společné, ale unikly detekci - až dosud.
Astronomové Todd Boroson a Tod Lauer z National Optical Astronomy Observatory (NOAO) v Tucsonu v Arizoně našli něco, co vypadá jako dvě obrovské černé díry obíhající jeden druhého ve středu jedné galaxie. Jejich objev se objevuje v tomto týdnu vydáníPříroda.
Astronomové již dlouho tušili, že většina velkých galaxií má ve svém středu černé díry a že většina galaxií za jejich života prošla nějakým sloučením. Ale zatímco binární systémy černé díry by měly být běžné, ukázalo se, že je těžké je najít. Boroson a Lauer věří, že našli galaxii, která obsahuje dvě černé díry, které se obíhají každých 100 let. Zdá se, že jsou odděleny pouze 1/10 parsec, desetina vzdálenosti od Země k nejbližší hvězdě.
Poté, co se vytvoří galaxie, je pravděpodobné, že v jejím středu se může vytvořit i velká černá díra. Protože se mnoho galaxií nachází ve shluku galaxií, jednotlivé galaxie se mohou navzájem srážet, když obíhají ve shluku. Tajemství je to, co se stane s těmito středními černými dírami, když se galaxie srazí a nakonec se spojí. Teorie předpovídá, že se budou obíhat navzájem a nakonec se sloučí do ještě větší černé díry.
"Předchozí práce identifikovala možné příklady černých děr na jejich cestě ke sloučení, ale případ, který předložili Boroson a Lauer, je zvláštní, protože párování je těsnější a důkazy mnohem silnější," napsal Jon Miller, astronom z University of Michigan, doprovodný redaktor.
Materiál padající do černé díry emituje světlo v oblastech s úzkou vlnovou délkou a vytváří emisní čáry, které lze vidět, když je světlo rozptýleno do spektra. Emisní čáry nesou informaci o rychlosti a směru černé díry a materiálu, který do ní spadá. Pokud jsou přítomny dvě černé díry, před sloučením by se oběžné dráhy navzájem obtočily a ve svých emisních liniích by měly charakteristický dvojitý podpis. Tento podpis byl nyní nalezen.
Menší černá díra má hmotnost 20 miliónů hmotností slunce; větší je 50krát větší, jak je určeno jejich orbitální rychlostí.
Boroson a Lauer použili data ze Sloan Digital Sky Survey, dalekohledu o průměru 2,5 metru (8 stop) v Apache Point v jižním Novém Mexiku, aby hledali tento charakteristický duální podpis černé díry mezi 17 500 kvasary.
Kvazary jsou nejzářivější verze obecné třídy objektů známých jako aktivní galaxie, které mohou být stokrát jasnější než naše galaxie Mléčná dráha, a poháněné narůstáním materiálu do supermasivních černých děr v jejich jádrech. Astronomové našli více než 100 000 kvasarů.
Boroson a Lauer museli vyloučit možnost, že viděli dvě galaxie, každá s vlastní černou dírou, na sebe navrstvené. Aby se pokusili tuto možnost superpozice vyloučit, zjistili, že kvazary byly ve stejné vzdálenosti určené červeně a že existuje podpis pouze jedné hostitelské galaxie.
"Dvojitá sada širokých emisních čar je přesvědčivým důkazem dvou černých děr," řekl Boroson. "Pokud to ve skutečnosti šlo o superpozici náhody, musí být jeden z objektů docela zvláštní." Jedna pěkná věc na tomto binárním systému černé díry je, že předpovídáme, že pozorovatelné změny rychlosti uvidíme nejpozději za několik let. Můžeme vyzkoušet naše vysvětlení, že systém binárních černých děr je zabudován do galaxie, která je sama o sobě výsledkem sloučení dvou menších galaxií, z nichž každá obsahovala jednu ze dvou černých děr. “
LEAD IMAGE CAPTION (více): Umělecké pojetí binárního supermasivního systému černé díry. Každá černá díra je obklopena diskem materiálu, který se postupně točí do jeho uchopení a uvolňuje záření z rentgenového záření do rádiových vln. Dvě černé díry dokončují oběžnou dráhu kolem jejich těžiště každých 100 let a cestují relativní rychlostí 6000 kilometrů (3 728 mil) za sekundu. (Credit P. Marenfeld, NOAO)
Zdroj: NOAO
