2 supermasívne čierne diery sú uzavreté na najtesnejšej obežnej dráhe, akú sme doteraz videli

Umelecký dojem z binárnej supermasívnej čiernej diery v srdci PKS 2131. (Caltech/R. Hurt/IPAC)

V srdci galaxie vo vzdialenom vesmíre sa odohráva tanec smrti.

Asi 10 miliárd svetelných rokov ďaleko, dva supermasívne čierne diery sú uzamknuté na obežnej dráhe tak tesne, že sa navzájom zrazia a vytvoria jednu oveľa väčšiu čierna diera v relatívne krátkom čase len 10 000 rokov.

To sa rovná obežnej vzdialenosti len 0,03 svetelného roka, čo je asi 50-násobok priemernej vzdialenosti medzi Slnkom a Plutom. Napriek tomu sa pohybujú tak rýchlo, že trvá len dva pozemské roky, kým tieto dva objekty dokončia binárnu obežnú dráhu, v porovnaní s 248 rokmi Pluta.



Existuje viacero dôvodov, prečo sú supermasívne dvojhviezdy čiernych dier zaujímavé pre astronómov.

Supermasívne čierne diery sa nachádzajú v centrách väčšiny galaxií, teda v jadrách, okolo ktorých sa točí všetko ostatné. Keď sa nájdu dve spolu, znamená to, že sa dve galaxie spojili.

Vieme, že k tomuto procesu dochádza, takže nájdenie supermasívnej dvojhviezdy čiernej diery nám môže povedať, ako to vyzerá v posledných fázach.

Supermasívne dvojhviezdy čiernych dier nám môžu tiež povedať niečo o tom, ako môžu tieto kolosálne objekty – milióny až miliardy krát hmotnejšie ako Slnko – získať tak neuveriteľnú hmotu.

Binárne zlúčenie čiernych dier sú jedným zo spôsobov, ako môže tento rast nastať. Nájdenie binárnych supermasívnych čiernych dier nám pomôže pochopiť, či je to bežná cesta pre tento rast, čo by mohlo viesť k presnejšiemu modelovaniu.

Predmetný objekt je kvazar s názvom PKS 2131-021. Sú to galaxie, v ktorých je aktívne galaktické jadro; to znamená, že supermasívna čierna diera zhromažďuje hmotu zúrivou rýchlosťou a žiari teplom generovaným trením a gravitáciou v materiáli, ktorý sa otáča okolo jadra.

Niektoré kvazary vystreľujú prúdy plazmy takmer rýchlosťou svetla z polárnych oblastí čiernej diery, ktoré sa šíria pozdĺž a urýchľujú magnetickými siločiarami okolo exteriéru objektu. PKS 2131 je kvazar vystreľujúci prúd priamo v smere k Zemi, vďaka čomu je to, čo nazývame blazar.

Tím astronómov, ktorí študujú variácie jasu v kvazaroch, si všimol niečo zvláštne na blazarovom lúči PKS 2131 v rádiových frekvenciách, pričom rovnaký podpis našiel v údajoch zozbieraných v roku 2008. Zdá sa, že osciluje v pravidelných časových intervaloch a jeho jas kolíše s takmer dokonalou sínusoidou. vzor nikdy predtým nevidený v kvazare.

'PKS 2131 sa menil nielen periodicky, ale aj sínusovo,' astronóm Tony Readhead z Caltechu povedal. 'To znamená, že existuje vzor, ​​ktorý môžeme priebežne sledovať v priebehu času.'

Zdalo sa, že stopa sa skončila, keď sa v archívnych údajoch našli iba dva ďalšie vrcholy, jeden v roku 2005 a ďalší v roku 1981. Ale potom, v roku 2021, projekt vzbudil záujem astronómky Sandry O'Neillovej z Caltechu. Ona a tím vedcov znovu navštívili archívy údajov, aby zistili, ako ďaleko späť v čase môžu sledovať tento zvláštny vzor.

Zasiahli výplatnú pásku. V údajoch z Haystack Observatory uskutočnených v rokoch 1975 až 1983 sa objavilo viac vzoru, čo je v súlade s načasovaním zvyšku pozorovaní.

'Keď sme si uvedomili, že vrcholy a minimá svetelnej krivky zistené v nedávnej dobe sa zhodujú s vrcholmi a minimami pozorovanými v rokoch 1975 až 1983, vedeli sme, že sa deje niečo veľmi zvláštne.' Povedal O'Neill .

Podľa analýzy tímu je pravidelné „tikanie“ signálu generované orbitálnym pohybom dvoch čiernych dier. Keď sa pohybujú okolo seba v dvojročných časových intervaloch, rádiové svetlo sa stmieva a zosvetľuje v dôsledku orbitálneho pohybu výtrysku, čo spôsobuje Dopplerov posun, ktorý zosilňuje svetlo, keď sa čierna diera pohybuje smerom k nám.

Archívne údaje ukazujú, že túto sínusoidu možno pozorovať nepretržite osem rokov od roku 1976, potom na 20 rokov zmizla. Bolo to pravdepodobne spôsobené zmenou alebo prerušením dodávky materiálu do supermasívnej čiernej diery. Po 20 rokoch sa vzorec znovu objavil a odvtedy pokračuje, asi 17 rokov, uviedli vedci.

Ďalší podobný systém, OJ 287, naznačuje, že výklad je platný. Tento blazar má dve blízke supermasívne čierne dieryobiehajúcich okolo seba každých 12 rokov, vo vzdialenosti tretiny svetelného roka. Ukazuje tiež kolísanie jasu rádia, aj keď nepravidelnejšie a bez sínusového tvaru vlny.

Aj keď nebudeme nablízku, aby sme videli prípadné zlúčenie supermasívnych čiernych dier v PKS 2131, mohli by nám ukázať, ako hľadať podobné systémy. Tie by nás zase mohli priblížiť k pochopeniu toho, ako tieto kolosálne zrážky prebiehajú.

Výskum bol publikovaný v r The Astrophysical Journal Letters .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.