Две свръхмасивни черни дупки бяха открити във „фосилни галактики“, създадени от сблъсъка, и те са толкова масивни, че отказват да се сблъскат и да се слеят. Това откритие би могло да обясни защо, въпреки че свръхмасивните сливания на черни дупки са били прогнозирани на теория, те никога не са били наблюдавани.
Свръхмасивната система от черни дупки се намира в елиптичната галактика B2 0402+379. Двете черни дупки заедно имат маса 28 един милиард Тя е повече от два пъти по-голяма от Слънцето, което я прави най-масивната двойна черна дупка, виждана някога. Не само това, но бинарните компоненти на тази система са най-близките в двойка свръхмасивни черни дупки, разделени от само 24 светлинни години.
Това е единствената двоична черна дупка, която е разрешена достатъчно подробно, за да видите двата обекта поотделно. Любопитно е, че докато близостта на двата обекта предполага, че трябва да се сблъскат и слеят, те изглежда са били в един и същ орбитален танц един около друг повече от 3 милиарда години.
Свързани: Най-близката двойка супермасивни черни дупки до Земята се намират в отломките от галактически сблъсък
Екипът, който откри дуото в данните, събрани от телескопа Gemini North в Хавай, вярва, че свръхмасивните черни дупки не могат да се слеят поради огромната им маса.
„Обикновено галактиките, съдържащи двойки по-леки черни дупки, изглежда имат достатъчно звезди и маса, за да ги съберат бързо“, каза Роджър Романи, член на екипа и професор по физика в Станфордския университет. изявление. „Тъй като тази двойка е толкова тежка, щеше да изисква много звезди и газ, за да свърши работата. Но дуото почисти централната галактика от такава материя, оставяйки я неработеща.“
Две двойки свръхмасивни черни дупки не са съвместими… все още
B2 0402+379 е „фосилен клъстер“, който представя какво се случва, когато цял куп звезди и газ се слеят в една масивна галактика. Самата маса на двете свръхмасивни черни дупки в сърцевината им предполага, че серия от сливания между по-малки черни дупки са ги създали, когато няколко галактики в клъстера са се срещнали и слели заедно.
Учените смятат, че в сърцето на повечето галактики, ако не и на всички, има масивна черна дупка с маса, еквивалентна на милиони или милиарди слънца. Една единствена звезда не може да колапсира, за да генерира такива масивни черни дупки, така че се смята, че свръхмасивните черни дупки се раждат чрез вериги от сливания между последователно по-големи и по-масивни черни дупки.
Когато едни и същи галактики се сблъскват и сливат, учените предполагат, че свръхмасивните черни дупки в техните ядра се движат заедно, за да образуват двоично сдвояване. Докато орбитират една около друга, тези черни дупки излъчват вълни в пространство-времето, наречени гравитационни вълни, които пренасят ъглов импулс далеч от дуото, карайки черните дупки да орбитират по-близо една до друга.
В крайна сметка, когато черните дупки са достатъчно близо една до друга, тяхната гравитация трябва да поеме и черните дупки се сблъскват и сливат точно както черните дупки, които са се сблъскали, за да ги създадат. Въпросът е: Възможно ли е някои свръхмасивни черни дупки да са толкова масивни, че сблъсъкът да спре?
За да разбере по-добре тази система от тежки черни дупки, екипът се обърна към архивни данни, събрани от инструмента Gemini Multi-Object Spectrograph (GSO) на Gemini North. Това им позволява да определят скоростта на звездите в близост до двете свръхмасивни черни дупки и по този начин общата маса на тези две черни дупки.
„Отличната чувствителност на GMOS ни позволи да картографираме нарастващите скорости на звездите, когато погледнем в галактическия център“, добави Роман. „По този начин успяхме да изведем общата маса на черните дупки там„.
Забавено сливане
Масата на двете черни дупки в системата е толкова голяма, че екипът смята, че ще са необходими изключително голям брой звезди около тях, за да се сближат двете свръхмасивни черни дупки. Въпреки това, докато това се случваше, енергията, изтичаща от дуото, отхвърляше материята далеч от близостта му.
Това остави центъра на B2 0402+379 лишен от звезди и газ достатъчно близо до двойната система, за да извлече енергия от нея. В резултат на това движението на тези две супермасивни черни дупки една към друга е спряно, докато се приближават към последните етапи преди сливането.
Резултатите на екипа дават важен контекст по отношение на образуването на свръхмасивни двоични черни дупки след сливането на галактики, но също така подкрепят идеята, че масата на тези двоични файлове е неразделна част от предотвратяването на черните дупки да последват примера.
В момента екипът не е сигурен дали двете свръхмасивни черни дупки в тази най-тежка бинарна система, откривана някога, в крайна сметка ще преодолеят тази временна пауза на термоядрения синтез или ще останат завинаги в състояние на термоядрено неопределеност.
„Очакваме с нетърпение последващи изследвания в сърцевината на B2 0402+379, където ще видим колко газ присъства“, каза водещият автор на изследването и студент от Станфорд Тират Сурти. „Това трябва да ни даде по-добра представа дали свръхмасивните черни дупки могат в крайна сметка да се слеят или ще останат блокирани като двоична система.“
Един от начините, по който този масивен сблъсък може да бъде спрян, е ако друга галактика се слее с B2 0402+379, като по този начин хвърли повече звезди, газ и друга масивна черна дупка в сместа и наруши този деликатен баланс. Но фактът, че B2 0402+379 е галактика с вкаменелости, която не е била нарушавана от милиарди години, прави този сценарий вероятен.
Едно нещо, което това изследване потвърждава, е колко полезни са за астрономите архивните данни от телескопи като Джемини Север, който е съчетан с телескопа Джемини Юг на планина в Чилийските Анди, за да формира Международната обсерватория Джемини.
„Архивът с данни, обслужващ Международната обсерватория Джемини, съдържа златна мина от неизползвани научни открития“, каза Мартин Стийл, директор на програмата на Националната научна фондация за Международната обсерватория Джемини. „Колективните измервания на тази масивна двоична черна дупка са зашеметяващ пример за потенциалното въздействие от нови изследвания, изследващи този богат архив.“
Изследването на екипа е публикувано в Астрофизичен вестник.
„Тотален фен на Twitter. Нежно очарователен почитател на бекона. Сертифициран специалист по интернет.“
More Stories
Изследователите са открили начин да огъват светлината около ъглите и е лудост да го видим в действие
Тази зашеметяваща снимка на лице на мравка изглежда като нещо от кошмар: ScienceAlert
SpaceX изстреля 23 сателита Starlink от Флорида (видео и снимки)