Астрономите току-що откриха две свръхмасивни черни дупки на ръба на легендарен сблъсък: ScienceAlert

Астрономите откриха космически сблъсък, който чака да се случи в гигантски обект само 3 милиарда години след Големия взрив.

Галактиката, наречена J0749 + 2255, всъщност се състои от две галактики, слети в една, и в нея няма свръхмасивна черна дупка, а две. Просто така се случва, че тези две черни дупки са в курс на сблъсък, разделени от сравнително малко разстояние от само 10 000 светлинни години.

Това не е първият път, когато ставаме свидетели на сблъсък почти с черна дупка, но J0749+2255 е рядък скъпоценен камък. Забелязани рано във Вселената, и двете черни дупки са много активни квазари.

Това е откритие, което може да помогне на учените да работят за разрешаването на продължаващата и объркваща мистерия как свръхмасивните черни дупки растат до такива гигантски размери.

„Не виждаме много двойни квазари толкова рано във Вселената. Ето защо това откритие е толкова вълнуващо“, каза тя. Той казва Астрономът Ю Цин Чен от Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн.

Квазарите са сред най-ярките обекти във Вселената. Той съдържа активно галактическо ядро ​​- центърът на галактика, който е домакин на свръхмасивна черна дупка, която поглъща огромни количества материал.

Черните дупки не излъчват собствена светлина, която в момента можем да открием. Огромното количество материал, който обикаля около черната дупка, се нагрява от силно триене и гравитация, така че не само да свети, но и да тлее в огромните, тъмни пропасти на пространство-времето.

Много от галактиките на ранната вселена са квазарни галактики, а някои в близката вселена имат два или дори три квазара в техния център. Това се случва, когато галактики се сблъскват и сливат, всяка със своя супермасивна черна дупка. Двете черни дупки падат една към друга и в крайна сметка – според нас – се сливат, за да образуват супермасивна черна дупка.

Но е малко трудно да се открият тези сливания в ранната вселена. Светлината от J0749+2255 е пътувала повече от 10 милиарда години, за да достигне до нас; Това, което виждаме в галактиката, е много малко и слабо в сравнение с обектите, много по-близо до нас. На това разстояние разстоянието между свръхмасивни черни дупки, свързани заедно от гравитацията, е твърде малко, за да го видят нашите настоящи инструменти.

Слабата разлика в светлината от J0749+2255, открита от телескопа Gaia, предполага, че може да има нещо повече, което се случва с галактиката, отколкото е било очевидно… но има няколко възможни причини, сред които двойният квазар. Екипът трябваше да копае по-дълбоко, за да разбере какво всъщност се случва.

„Процесът на потвърждаване не беше лесен и се нуждаехме от набор от телескопи, обхващащи спектъра от рентгенови лъчи до радио, за да потвърдим най-накрая, че тази система наистина е двойка квазари, а не две изображения, да речем, на гравитационна леща на квазар .“ Той казва Астрономът Ю Син от университета на Илинойс.

и J0749+2255 Special. Тъй като и двете черни дупки са квазари, те са достатъчно светли, за да могат да се различават. И все още не са достатъчно близо, за да бъдат гравитационно свързана двоична система, което означава, че имат достатъчно разделение за индивидуално решение.

Използвайки наблюдения от пълен набор от наземни и космически телескопи, Чен и колегите му анализираха светлината от J0749 + 2255. Те установиха, че двете черни дупки вероятно ще се превърнат в гравитационно свързана тясна двойна система след около 220 милиона години. Разпадащата се орбита на тази двоична система в крайна сметка ще доведе до сблъсък и сливане в още по-масивна черна дупка.

(Може да са се сблъскали сега, но това събитие е безсмислено за нас в момента; затова астрономите правят такива прогнози в сегашно време.)

Изследователите също така установиха, че двете черни дупки са релативистично пресичане, регистрирайки съответно около 1,26 милиарда слънчеви маси и 1,58 милиарда слънчеви маси. Тези открития могат да започнат да ни казват нещо за скоростта на свръхмасивните черни дупки в ранната вселена – което ще помогне на астрономите да разберат еволюцията на съвременните черни дупки, които могат да бъдат с размер милиарди слънчеви маси.

Все още има много за разкриване, но J0749+2255 представлява важна стъпка напред.

„Започваме да разкриваме тази част от айсберга за ранни двоични групи от квазари,“ казва астрономът Шен Лиу от Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн.

„Това е уникалността на това изследване. То всъщност ни казва, че тази група съществува и сега имаме начин да идентифицираме сдвоени квазари, които са разделени от обем, по-малък от размера на една галактика.“

Изследване, публикувано в природа.