Dvojitý kvasar zvýrazňuje dvě supermasivní černé díry na kolizním kurzu v rámci splývající galaxie

Astronomové učinili v raném vesmíru vzácný objev dvou aktivně vyživujících supermasivních černých děr – neboli kvasarů – vzdálených od sebe pouhých 10 000 světelných let a chystají se srazit.

Pomocí kombinace vesmírných a pozemních dalekohledů, včetně dvou observatoří Maunakea na Havaji – WM Keck Observatories a Gemini North – výzkumníci našli dvojici černých děr zasazených do dvou galaxií, které se spojily, když byl vesmír jen 3 miliardy let. starý.

Studie, kterou vedla University of Illinois v Urbana-Champaign, je zveřejněna v dnešním vydání časopisu Příroda.

Najít takový systém je obtížné, protože je obtížné rozlišit dvě černé díry od sebe, když jsou velmi blízko u sebe. Ale v tomto konkrétním systému, nazvaném J0749+2255, byly obě černé díry v šílenství, hltaly přehřátý plyn a prach, přičemž duo produkovalo masivní ohňostroj. Tato aktivita se nazývá kvasar a jedná se o jev, ke kterému dochází, když černé díry emitují obrovské množství světla v celém elektromagnetickém spektru, když se napájejí.

J0749+2255 je velmi neobvyklý, protože systém neobsahuje jednu hvězdu, ale dva kvasary aktivní ve stejnou dobu a dostatečně blízko, aby se nakonec spojily.

řekl Yu-Qing Chen, postgraduální student na University of Illinois v Urbana-Champaign a hlavní autor tohoto výzkumu.

Vesmírná observatoř Gaia Evropské kosmické agentury (ESA) poprvé detekovala nevyřešený dvojitý kvasar a pořídila snímky ukazující dva těsně spojené signály světla v mladém vesmíru. Chen a jeho tým poté použili Hubbleův vesmírný teleskop NASA k ověření, že světelné body ve skutečnosti pocházejí z dvojice supermasivních černých děr.

Následovala pozorování na více vlnových délkách; Výzkumníci potvrdili, že pomocí druhé generace blízké infračervené kamery (NIRC2) Keck Observatory propojené se systémem Adaptive Optics System, stejně jako Gemini North, rentgenovou observatoří Chandra NASA a sítí radioteleskopů Very Large Array Network v Novém Mexiku. tento dublet. Kvasar nebyly dva obrazy téhož kvasaru vytvořené gravitační čočkou.

„Proces potvrzení nebyl snadný a potřebovali jsme řadu dalekohledů pokrývajících spektrum od rentgenového záření po rádio, abychom konečně potvrdili, že tento systém je skutečně dvojicí kvasarů, spíše než dvěma snímky poloviny kvasaru z gravitační čočky,“ řekl spol. -autor Yu Xin, astronom z University of Illinois.

Jak dalekohledy přibližují vzdálenou minulost, tento dvojitý kvasar již neexistuje. Během 10 miliard let se jejich hostitelské galaxie pravděpodobně usadily v obří eliptickou galaxii, jako jsou ty, které dnes vidíme v místním vesmíru. Kvazary se ve svém středu spojily do supermasivní černé díry.

Nedaleká obří eliptická galaxie M87 obsahuje supermasivní černou díru o hmotnosti 6,5 miliardkrát větší než naše Slunce. Tato černá díra mohla vzniknout z jednoho nebo více galaktických sloučení za poslední miliardy let.

Přibývá důkazů, že velké galaxie vznikají sloučením. Menší systémy se shlukují a vytvářejí stále větší systémy a struktury. Během tohoto procesu by se měly uvnitř splývajících galaxií vytvořit páry supermasivních černých děr.

„Poznání raných obyvatel černých děr nám nakonec řekne o vzniku supermasivních černých děr v raném vesmíru a o tom, jak časté jsou tyto spoje,“ řekl Chen.

„Začínáme odhalovat tuto část ledovce pro rané binární kupy kvasarů,“ řekl spoluautor Shen Liu z University of Illinois v Urbana-Champaign. „V tom je jedinečnost této studie. Ve skutečnosti nám říká, že tato skupina existuje, a nyní máme způsob, jak identifikovat párové kvasary, které jsou odděleny objemem menším, než je velikost jedné galaxie.“