Astronomii tocmai au descoperit două găuri negre supermasive în pragul unei coliziuni legendare: ScienceAlert

Astronomii au detectat o coliziune cosmică care așteaptă să aibă loc într-un obiect gigant la doar 3 miliarde de ani după Big Bang.

Galaxia numită J0749 + 2255 constă de fapt din două galaxii fuzionate într-una și nu are o gaură neagră supermasivă, ci două. Se întâmplă că aceste două găuri negre se află pe un curs de coliziune, separate de o distanță relativ mică de doar 10.000 de ani lumină.

Nu este prima dată când asistăm la o coliziune aproape de găuri negre, dar J0749+2255 este o bijuterie rară. Descoperite la începutul universului, ambele găuri negre sunt quasari foarte activi.

Este o descoperire care ar putea ajuta oamenii de știință să lucreze pentru a rezolva misterul în curs de desfășurare și nedumerit al modului în care găurile negre supermasive cresc la dimensiuni atât de gigantice.

„Nu vedem o mulțime de quasari dubli atât de timpuriu în univers. De aceea această descoperire este atât de interesantă”, a spus ea. El spune Astronom Yu Qing Chen de la Universitatea Illinois din Urbana-Champaign.

Quazarii sunt printre cele mai strălucitoare obiecte din univers. Conține un nucleu galactic activ – centrul unei galaxii care găzduiește o gaură neagră supermasivă care înghite cantități masive de material.

Găurile negre nu emit nicio lumină proprie pe care o putem detecta în prezent. Cantitatea masivă de material care orbitează în jurul găurii negre este încălzită de frecare intensă și gravitație, astfel încât nu numai că strălucește, ci și mocnește prin golfurile vaste și întunecate ale spațiu-timpului.

Multe dintre galaxiile universului timpuriu sunt galaxii quasare, iar unele din universul apropiat au doi sau chiar trei quasari în centrul lor. Acest lucru se întâmplă atunci când galaxiile se ciocnesc și fuzionează, fiecare având propria sa gaură neagră supermasivă. Cele două găuri negre cad una spre cealaltă și, în cele din urmă, credem noi, se contopesc pentru a forma o gaură neagră supermasivă.

Dar este puțin mai dificil de observat aceste fuziuni în universul timpuriu. Lumina de la J0749+2255 a călătorit peste 10 miliarde de ani pentru a ajunge la noi; Ceea ce vedem în galaxie este foarte mic și slab în comparație cu obiectele mult mai apropiate de noi. La acea distanță, distanța dintre găurile negre supermasive legate între ele de gravitație este prea mică pentru ca instrumentele noastre actuale să le vadă.

Diferența slabă de lumină față de J0749+2255 detectată de telescopul Gaia sugerează că s-ar putea să se întâmple ceva mai mult cu galaxia decât era imediat aparent… dar există mai multe cauze posibile, printre care dublu quasar. Echipa a trebuit să sape mai adânc pentru a afla ce se întâmplă cu adevărat.

„Procesul de confirmare nu a fost ușor și aveam nevoie de o serie de telescoape care să cuprindă spectrul de la raze X la radio pentru a confirma în sfârșit că acest sistem era într-adevăr o pereche de quasari, mai degrabă decât două imagini, să zicem, ale lentilei gravitaționale a unui quasar. .” El spune Astronom Yu Xin de la Universitatea din Illinois.

și J0749+2255 Special. Deoarece ambele găuri negre sunt quasari, ele sunt suficient de luminoase pentru a putea distinge. Și încă nu sunt suficient de aproape pentru a fi un binar legat gravitațional, ceea ce înseamnă că au suficientă separare pentru o decizie individuală.

Folosind observații de la o gamă completă de telescoape terestre și spațiale, Chen și colegii săi au analizat lumina de la J0749 + 2255. Ei au stabilit că cele două găuri negre vor evolua probabil într-un binar strâns legat gravitațional în aproximativ 220 de milioane de ani sau cam asa ceva. Orbită în descompunere a acestui binar va duce în cele din urmă la o coliziune și fuziune într-o gaură neagră și mai masivă.

(Este posibil să se fi ciocnit acum, dar acest eveniment nu are sens pentru noi în prezent; de aceea astronomii fac astfel de predicții la timpul prezent.)

Cercetătorii au mai descoperit că cele două găuri negre sunt o intersecție relativistă, înregistrând aproximativ 1,26 miliarde de mase solare și, respectiv, 1,58 miliarde de mase solare. Aceste descoperiri ar putea începe să ne spună ceva despre rata găurilor negre supermasive din universul timpuriu – ceea ce îi va ajuta pe astronomi să înțeleagă evoluția găurilor negre moderne, care pot avea o dimensiune de miliarde de mase solare.

Mai sunt multe de descoperit, dar J0749+2255 reprezintă un pas important înainte.

„Începem să dezvăluim această parte a aisbergului pentru grupurile binare timpurii de quasari”, spune astronomul Shen Liu de la Universitatea din Illinois din Urbana-Champaign.

„Aceasta este unicitatea acestui studiu. De fapt, ne spune că acest grup există, iar acum avem o modalitate de a identifica quasari perechi care sunt separați de un volum mai mic decât dimensiunea unei singure galaxii”.

Cercetare publicată în natură.