Оптичните данни от космическия телескоп Хъбъл и Sloan Digital Sky Survey са показани с рентгенови наблюдения, събрани от космическия телескоп Chandra, всяка от които показва SDSS J084905.51 + 111447.2, което според учените е сливане с тройна черна дупка.
(Изображение: © X-ray: NASA / CXC / George Mason Univ./R. Pfeifle et al .; Optical: SDSS & NASA / STScI)
Вземете три от най-масовите обекти във Вселената, загладете ги и околните им галактики заедно, а фойерверките със сигурност са поразителни - и може би някой ден учените ще видят сблъсъка.
Този ден все още не е дошъл съвсем. Но сега астрономите се приближиха и забелязаха какво може да се окаже в резултат на толкова мащабно сливане: Три галактики, всяка от които вероятно крие супермасив Черна дупка в основата им, всички са на сблъсък, който би могъл да помогне на учените да разберат защо Вселената изглежда така, както прави.
"Тъй като тези системи са толкова редки, ние всъщност не знаем много за тях като популация, поради което е важно да намерим повече от тях", Райън Пфайфл, водещ автор на ново изследване, описващо откритието и докторант в астрономията от университета Джордж Мейсън, каза за Space.com. „Ако можем да намерим повече, можем да ги изучим като популация и да кажем„ ОК, като цяло това са склонни да се държат тези системи “.
Сливането на черни дупки може да звучи като стари новини, но това събитие не е нещо като сблъсъците, за които учените са „чували“ чрез гравитационни вълни само през последните няколко години. Тези сигнали се произвеждат от сблъсъци на черни дупки която може да е най-много няколко десетки пъти по-голяма от масата на нашето слънце, като две капки без усилие да се слеят върху дъждовно яке.
Всеки от супермасивни черни дупки участва в новото изследване съдържа масата от стотици милиони слънца и е заобиколена от цели галактики от звезди и планети и луни. Сблъсъкът им би бил като две бушуващи реки, пробиващи язовир и преобразуващи пейзажа с наводнения. Подобно събитие би създало гравитационни вълни, но с такава невероятна дължина, че съвременните детектори просто не могат да ги усетят.
Но именно тези видове взаимодействия, които астрономите смятат, са от решаващо значение за превръщането на Вселената в това, което изглежда днес, обсипано с мистериозно супермасивни черни дупки, "Никой не знае как могат да станат толкова масови доста рано в историята на Вселената", заяви пред Space.com Шобита Сатьяпал, съветник и съавтор на Pfeifle и астрофизик от университета Джордж Мейсън. "Един от най-убедителните механизми, при които те могат да растат бързо, е чрез тези галактически сливания."
И така, изследователите искаха да опитат да установят такова сливане, преди да се случи. Доброволческите анализатори на данни бяха маркирали колекция от цели въз основа на измервания на инфрачервена светлина като потенциални места, където се сблъскват две зрели галактики.
"Решихме да потърсим храненето на черни дупки с помощта на техники, които никога досега не са били използвани, техники, които са чувствителни към затъмнението", каза Сатяпал. „Това е нещо като нов подход за търсене на тези черни дупки за хранене с помощта на инструменти, които традиционно не са използвани в тези взаимодействия в късен етап.“
Екипът зад новото изследване събра допълнителни наблюдения на тези места, използвайки Рентгенова обсерватория Чандра на НАСА, Учените се надяваха, че допълнителните данни ще разкрият свръхмасивна черна дупка, пируваща върху материята и изплюваща рентгенови лъчи в сърцето на всяка галактика в тези сливащи се двойки. Влизането в рентгенови лъчи е важно, тъй като тези обекти са затрупани в облаци от прах и газ, които блокират други видове светлина.
Но една двойка, оказа се, не е такова нещо - оттук и новите изследвания. Целевата система официално е известна като SDSS J084905.51 + 111447.2, но нека определено да не я наричаме така. Съкратената версия на името му е SDSS J0849 + 1114; да не го наричаме и това. Можем ли просто да го наречем Трилистния? Много благодаря.
Както и да е, Pfeifle се присъедини към проекта за анализ на Наблюдения на Чандра на тройната и други потенциални сливания. Първият път, когато той прегледа данните на Тройната, изглеждаше също толкова обещаващо, колкото и другите потенциални дуота. Едва когато преразгледа данните, той разбра, че нещо е различно.
"Когато току-що погледнах рентгеновото изображение, всъщност не разбрах, че са три източника на рентгенови лъчи, само защото бях наивен млад аспирант", каза Пфайфъл. След това обаче добави и оптични данни за района. „Когато го облицовах, внезапно нещата щракнаха и казах:„ О, почакай секунда, там нещо се случва рибно “. Резултатът беше двугодишна мания за определяне дали наистина има три сливащи се свръхмасивни галактики с черна дупка ,
(Тройната е хванала погледите и на други изследователи. Отделен екип от учени също заключи, че тройната вероятно е три сблъскващи се супермасивни галактики от черна дупка, базирани на някои припокривания и някои уникални данни. Тези изследователи публикуват техния анализ до сървъра за предварително отпечатване arXiv.org през юли и отказа интервю с Space.com по това време, тъй като беше подложен на партньорска проверка за публикуване. "Те стигнаха до подобно заключение", каза Сатяпал, който добави, че техният екип започва да пише резултатите си през февруари. „Хубаво е да видите, че има потвърждение.“)
Изследванията на Pfeifle и Satyapal показват, че Тройната е три галактики, може би се сблъскват - въпреки че те могат просто да пасат една друга, а не достатъчно близо, за да потънат в последна спирала. Ако това е истинско сливане, учените не могат да бъдат сигурни докъде може да се стигне до мащабния сблъсък, макар че от началото до края на такова сливане вероятно отнема около милион години.
В момента галактиките са между 11 000 и 23 800 светлинни години отделно един от друг. Едно от триото определено крие захранваща супермасивна черна дупка в центъра си; другите две изглежда също са добри, но не показват същия сигнален сигнал като първия, казаха изследователите.
Противоположно, системи като "Тройната" може да са по-информативни от двойките, които екипът всъщност ловуваше. Сливанията от две части могат да обхождат заедно, като отнема по-дълъг период от живота на Вселената, но изглежда наличието на трета галактика вероятно ще подтикне сблъсъка, съдейки по симулации, които учените са провеждали подобни събития.
Тези симулации също подсказват какво може да стане от тройната, ако има такава галактиките някой ден се сблъскват, "Все още щеше да има галактика, нещо като първоначално това тревожно колело", каза Сатяпал. Динамиката на сблъсък може да превърне отделни галактики, които може би са започнали, да речем, като деликатно структурирани вихри от звезди като нашия Млечен път, в нещо, което е непознато.
"Смятаме, че тези сливания, те не просто растат черната дупка, но всъщност преобразуват дискова галактика в гигантски елиптични галактики", каза Сатяпал. "Просто имаш голяма топка звезди с огромна черна дупка."
Изследването е описано в хартия публикувана на 7 август на сървъра за предпечат arXiv.org и приета за публикуване в The Astrophysical Journal.
- Нашата рентгенова Вселена: Невероятни снимки от рентгеновата обсерватория Чандра на НАСА
- Вижте рентгеновото съседство на първата черна дупка в тази космическа телескопа
- НАСА разкри невероятни космически гледки, когато рентгеновата обсерватория Чандра се превръща 20
