Astronomowie odkryli najbliższą względem Ziemi parę supermasywnych czarnych dziur

Supermasywne czarne dziury tworzą się w centrach masywnych galaktyk. Gdy dwie galaktyki połączą się, czarne dziury trafiają na kurs kolizyjny. Nowo odkryta para w galaktyce NGC 7727 bije rekord w najmniejszej separacji pomiędzy dwoma supermasywnymi czarnymi dziurami, gdyż obserwacje wskazują, że odległość pomiędzy nimi wynosi zaledwie 1600 lat świetlnych.

- Po raz pierwszy znaleźliśmy dwie supermasywne czarne dziury, które znajdują się blisko siebie, mniej niż połowa separacji u dotychczasowych rekordzistek - mówiła Karina Voggel, astronom ze Strasbourg Observatory we Francji, pierwsza autorka badań opublikowanych w czasopiśmie "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 milionów lat - dodał współautor Holger Baumgardt, profesor na University of Queensland w Australii.

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 prawie 154 miliony razy większą niż Słońce, podczas gdy jej towarzyszka ma 6,4 miliona mas Słońca.

To pierwszy raz, kiedy masy zmierzono w ten sposób dla pary supermasywnych czarnych dziur. To osiągnięcie było 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. Voggel uczyła się pracy z tym instrumentem w czasach, gdy była studentką w ESO. Wyznaczając masy przy pomocy MUSE oraz używając dodatkowych danych z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, zespołowi 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 - mówiła Voggel. - Może to zwiększyć całkowitą liczbę supermasywnych czarnych dziur znanych w lokalnym Wszechświecie o 30 procent - podkreśliła.

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 wielkiego rozpędu.

- Ta detekcja pary supermasywnych czarnych dziur jest dopiero początkiem - mówił współautor Steffen Mieske, astonom 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 - dodał.