Obserwatorium VLT wypatrzyło szczególną parę supermasywnych czarnych dziur

Para supermasywnych czarnych dziur w galaktyce NGC 7727 w konstelacji Wodnika znajduje się około 89 milionów lat świetlnych od Ziemi. Może się to wydawać daleko, ale w skali kosmicznej tak nie jest - zwłaszcza, że wynik ten całkiem znacząco bije dotychczasowy rekord najbliżej położonego względem nas układu takich obiektów (470 milionów lat świetlnych), czyniąc nowo odnalezioną parę najbliższą ze znanych.

Supermasywne czarne dziury czają się w jądrach dużych galaktyk, a gdy takie galaktyki łączą się, czarne dziury trafiają na kurs kolizyjny. Para w NGC 7727 bije rekord pod względem najmniejszej znanej separacji pomiędzy dwoma supermasywnymi czarnymi dziurami - obserwacje wskazują, że odległość pomiędzy nimi wynosi w granicach 1600 lat świetlnych.

"Po raz pierwszy znaleźliśmy dwie supermasywne czarne dziury, które znajdują się blisko siebie, mniej niż połowa separacji u dotychczasowych rekordzistek" - wskazała Karina Voggel, astronom ze Strasbourg Observatory we Francji, główna autorka badań opublikowanych pod koniec listopada br. w periodyku Astronomy & Astrophysics. "Małe oddzielenie oraz prędkość dwóch czarnych dziur wskazują, że połączą się one w monstrualną czarną dziurę, co nastąpi przypuszczalnie w ciągu następnych 250 mln lat” - stwierdził inny współautor, Holger Baumgardt, profesor na University of Queensland (Australia).

Łączenie się czarnych dziur, takich jak opisywane, może wyjaśniać kwestię, jak powstają najbardziej masywne czarne dziury we Wszechświecie. Voggel i jej zespół byli w stanie ustalić masy dwóch obiektów, analizując jak grawitacyjne przyciąganie czarnych dziur wpływa na ruch gwiazd wokół nich. W przypadku większej czarnej dziury, znajdującej się dokładnie w jądrze NGC 7727, udało się ustalić masę na poziomie prawie 154 miliony razy większym od masy Słońca. Jej towarzyszka ma natomiast ok. 6,4 miliona mas Słońca.

To pierwszy raz, kiedy masy zmierzono w ten sposób dla pary supermasywnych czarnych dziur. Było to możliwe dzięki bliskości systemu w stosunku do Ziemi i szczegółowym obserwacjom zespołu uzyskanym w Obserwatorium Paranal w Chile przy pomocy Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) na teleskopie VLT. Wyznaczając masy przy pomocy MUSE oraz używając dodatkowych danych z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, zespołowi naukowców udało się potwierdzić, że obiekty w NGC 7727 są faktycznie supermasywnymi czarnymi dziurami.

Astronomowie podejrzewali, że galaktyka posiada dwie czarne dziury, ale aż do tej pory nie byli w stanie potwierdzić ich istnienia, ponieważ nie widzimy dużych ilości wysokoenergetycznego promieniowania pochodzącego z ich najbliższego otoczenia. „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” - wskazała Voggel. „Może to zwiększyć całkowitą liczbę supermasywnych czarnych dziur znanych w lokalnym Wszechświecie o 30 procent” - dodała.

Naukowcy spodziewają się, że dzięki Ektsremalnie Wielkiemu Teleskopowi (ELT), który ESO planuje uruchomić pod koniec tej dekady na chilijskiej pustyni Atakama, poszukiwania podobnych ukrytych par supermasywnych czarnych dziur nabiorą dodatkowego rozpędu. „Ta detekcja pary supermasywnych czarnych dziur jest dopiero początkiem” - wskazał współautor Steffen Mieske, astronom w ESO w Chile, Dyrektor ESO Paranal Science Operations. „Dzięki instrumentowi HARMONI na ELT będziemy w stanie dokonywać podobnych detekcji znacznie dalej niż to jest obecnie możliwe. Należący do ESO teleskop ELT będzie nieodzowny dla zrozumienia tych obiektów” - omówił.

Źródło: Europejskie Obserwatorium Południowe