5 új pár egyesülő szupermasszív fekete lyukak

A múlt héten megtudtuk, hogy a 2017. évi Nobel-fizika díjat Rainer Weiss, Barry Barish és Kip Thorne kapta az alapvető hozzájárulásukért a LIGO detektorhoz és a megfoghatatlan gravitációs hullámok úttörő megfigyeléséhez. A LIGO és később a Szűz interferométert használó tudósok most már viszonylag kis összeolvadó fekete lyukakból, a nap tömegének körülbelül nyolc és 36-szorosa között észlelték a gravitációs hullámokat - hullámokat a téridő szövetében. Időközben, a múlt héten is, a csillagászok bejelentették egy lökhárító termését, amelyben a galaxisok központjában szupermasszív fekete lyukak egyesültek - amelyek mindegyike a nap tömegének többszörösét tartalmazza. A Chandra X-ray Observatory nyilatkozata szerint:

Ez a felfedezés segíthet a csillagászoknak jobban megérteni, hogy az óriás fekete lyukak hogyan növekednek, és hogyan képesek a legerősebb gravitációs hullámjeleket előállítani az univerzumban.

Úgy gondolják, hogy ezek a fekete lyukú párok akkor alakultak ki, amikor két galaxis összeütközött és összeolvadt egymással, kényszerítve szupermasszív fekete lyukaikat egymáshoz közel.

A modellek kettős szupermasszív fekete lyukakat jósolnak, de kevesebb, mint 10 megerősített pár növekvő fekete lyuk volt ismert a röntgenvizsgálatok során, és főként véletlenül találtak meg. A szisztematikus keresés elvégzéséhez a csoportnak át kellett szitálnia azokat a távcsöveket, amelyek különböző fényhullámhosszokat érzékelnek.

Shobita Satyapal, a Virgin Masai Egyetem (Fairfax, Virginia) vezette a két cikk egyikét, amelyek leírják ezeket az eredményeket. Csapata négy kettős fekete lyuk jelöltről számolt be egy olyan cikkben, amelyet elfogadtak a recenzált Astrophysical Journalban való közzétételre. Megjegyezte:

A csillagászok az egész világegyetemben egyetlen szupermasszív fekete lyukat találnak. De annak ellenére, hogy jósoltuk, hogy gyorsan növekednek, amikor kölcsönhatásba lépnek, nehéz kettős szupermasszív fekete lyukakat találni.

A szupermasszív fekete lyukpárok megtalálásához az csillagászok a Sloan Digital Sky Survey (SDSS) optikai adataival kezdték megkeresni az összeolvadónak tűnő kis galaxiseket. Különösen olyan tárgyakra összpontosítottak, ahol az SDSS-adatokban a két galaxis középpontjainak távolsága rendkívül kicsi, kevesebb, mint 30 000 fényév volt.

Ezután a szélessávú infravörös felmérésből (WISE) származó adatokhoz fordultak. Egyezést kerestek a Sloan-adatok és a WISE-adatok között, amelyek megmutatták, mi várható volt az infravörösön egy gyorsan növekvő szupermasszív fekete lyuk számára. Ily módon hét rendszert találtak, amelyek úgy tűnik tartalmaznak legalább egy szupermasszív fekete lyukat.

Ezen a ponton a röntgen adatokhoz fordultak. Nyilatkozatuk kifejtette:

Mivel az erős röntgenkibocsátás a növekvő szupermasszív fekete lyukak jellemzője, Satyapal és munkatársai ezt követően megfigyelték ezeket a rendszereket a [Chandra X-ray Observatory] segítségével. Öt rendszerben találtunk szorosan elválasztott röntgenforrás-párokat, amelyek meggyőző bizonyítékot szolgáltattak arra, hogy két növekvő (vagy tápláló) szupermasszív fekete lyukot tartalmaznak.

Ez a ábra a szupermasszív fekete lyukak 5-ből 2-et mutat be, amelyeket a csillagászok nemrégiben azonosítottak a földi és a tér alapú eszközök kombinációjával. Ez a felfedezés segíthet a csillagászoknak jobban megérteni, hogy az óriás fekete lyukak hogyan növekednek, és hogyan képesek a legerősebb gravitációs hullámjeleket előállítani az univerzumban. Kép keresztül Chandra.

Sara Ellison a kanadai Victoria Egyetemen vezette a másik tanulmányt, amely ezeket az eredményeket ismerteti. Csapatának az ötödik fekete lyuk jelöltről szóló jelentését a Királyi Csillagászati ​​Társaság 2017. szeptemberi számában jelentették meg a szakértő által felülvizsgált havi értesítésekben . Ellison mondta:

Munkánk azt mutatja, hogy az infravörös szelekció és a röntgenkövetés kombinálása nagyon hatékony módszer ezen fekete lyukpárok megtalálására. A röntgen és az infravörös sugárzás képes behatolni az e fekete lyukpárokat körülvevő homályos gáz- és porfelhőkbe, és Chandra éles látására van szükség azok elválasztásához.

Meg lehet-e mutatni a LIGO vagy a Szűz műszereket az újonnan felfedezett óriás fekete lyukpárok felé annak érdekében, hogy észleljék a gravitációs hullámokat? A válasz nyilvánvalóan nem. Csak nem úgy állították fel, hogy észleljék ezt a fajta gravitációs hullámot. Ehelyett a pulsar időzítő tömbök, például az Észak-amerikai Nanohertz Gravitációs Hullámok Megfigyelőközpontja (NANOGrav) jelenleg végzik ezt a keresést. És a csillagászok szerint a jövőben a Lézerinterferométer Űrantenna (LISA) projekt szintén megkeresheti ezeket a gravitációs hullámokat.