Astronomowie znaleźli najbliższą parę supermasywnych czarnych dziur

Opisywana para supermasywnych czarnych dziur znajduje się w galaktyce NGC 7727 widocznej w gwiazdozbiorze Wodnika. Odległość do niej wynosi 89 milionów lat świetlnych. Poprzedni rekord wynosił 470 milionów lat świetlnych, a więc nowo odkryte obiekty są pięciokrotnie bliżej.

Supermasywne czarne dziury występują w centrach masywnych galaktyk. Gdy dojdzie do zderzenia i połączenia dwóch galaktyk, ich supermasywne czarne dziury trafiają na kurs kolizyjny i w ten sposób może wytworzyć się para czarnych dziur.

W przypadku NGC 7727 układ dwóch supermasywnych czarnych dziur bije dodatkowy rekord – minimalnej separacji składników w tego typu systemach, który wynosi zaledwie 1600 lat świetlnych. To mniej niż połowa wcześniejszego znanego rekordu. Badacze przypuszczają, że w ciągu 250 milionów lat czarne dziury połączą się, tworząc jedną.

Karinie Voggel, będącej astronomem w Strasbourg Observatory we Francji, oraz jej współpracownikom, udało się ustalić masy obu czarnych dziur. Jedna ma aż 154 miliony razy większą masę niż Słońce, a druga 6,4 miliona mas Słońca, co z kolei jest wartością porównywalną do masy supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej (ocenianej na 4,3 miliony mas Słońca). Masy udało się ustalić dzięki analizie wpływu grawitacyjnego przyciągania czarnych dziur na pobliskie obiekty.

Odkrycie było możliwe dzięki szczegółowym obserwacjom przy pomocy instrumentu Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) na teleskopie VLT w Obserwatorium Paranal, należącym do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). Co ciekawe, Karina Voggel uczyla się pracy na tym instrumencie w czasach, gdy była studentką w ESO.

Drugim aspektem wpływającym na możliwość wyznaczenia masy czarnych dziur na podstawie analizy ruchu obiektów w ich okolicy była względna bliskość NGC 7727 w stosunku do nas. Gdy za kilka lat prace zacznie Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), który jest obecnie w trakcie budowy przez ESO, poszukiwania układów dwóch supermasywnych czarnych dziur mogą nabrać rozpędu i będzie można dokonywać detekcji taką metodą na dalszych dystansach.

"Nasze odkrycie wskazuje, że takich reliktów z łączenia się galaktyk może istnieć o wiele więcej i mogą zawierać mnóstwo ukrytych masywnych czarnych dziur, które ciągle czekają na odnalezienie. Może to zwiększyć całkowitą liczbę supermasywnych czarnych dziur znanych w lokalnym Wszechświecie o 30 procent” komentuje Voggel.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Astronomy & Astrophysics”.

Więcej informacji: https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso2117/eso2117a.pdf (PAP)

cza/ ekr/