Astronomer forfølger frafaldne supermassive sorte hul

Supermassive huller er generelt stationære genstande, sidder i centrum af de fleste galakser. Imidlertid, ved hjælp af data fra NASAs Chandra X-ray Observatory og andre teleskoper, astronomer jagtede for nylig, hvad der kunne være et supermassivt sort hul, der kan være på vej.

Dette mulige frafaldne sorte hul, som indeholder omkring 160 millioner gange vores sols masse, er placeret i en elliptisk galakse omkring 3,9 milliarder lysår fra Jorden. Astronomer er interesserede i disse bevægelige supermassive sorte huller, fordi de kan afsløre mere om egenskaberne af disse gådefulde objekter.

Dette sorte hul kan have "viklet tilbage, "i den terminologi, der bruges af videnskabsmænd, da to mindre supermassive sorte huller stødte sammen og smeltede sammen og dannede et endnu større. På samme tid, denne kollision ville have genereret gravitationsbølger, der udsendte stærkere i én retning end andre. Dette nydannede sorte hul kunne have modtaget et spark i den modsatte retning af de stærkere gravitationsbølger. Dette spark ville have skubbet det sorte hul ud af galaksens centrum, som afbildet på kunstnerens illustration.

Styrken af ​​sparket afhænger af hastigheden og retningen af ​​spin af de to mindre sorte huller, før de smelter sammen. Derfor, information om disse vigtige, men uhåndgribelige egenskaber kan opnås ved at studere hastigheden af ​​rekylende sorte huller.

Astronomer fandt denne rekylende sorte hul-kandidat ved at sigte gennem røntgen- og optiske data for tusindvis af galakser. Først, de brugte Chandra-observationer til at vælge galakser, der indeholder en lysstærk røntgenkilde og blev observeret som en del af Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Lys røntgenstråling er et almindeligt træk ved supermassive sorte huller, der vokser hurtigt.

Næste, forskerne så for at se, om Hubble-rumteleskopets observationer af disse røntgenstrålende galakser afslørede to toppe nær deres centrum i det optiske billede. Disse to toppe kan vise, at der er et par supermassive sorte huller til stede, eller at et sort hul, der vender tilbage, har bevæget sig væk fra stjernehoben i galaksens centrum.

Hvis disse kriterier var opfyldt, så undersøgte astronomerne SDSS-spektrene, som viser hvordan mængden af ​​optisk lys varierer med bølgelængden. Hvis forskerne fandt afslørende signaturer i spektrene, der indikerer tilstedeværelsen af ​​et supermassivt sort hul, de fulgte op med en endnu nærmere undersøgelse af disse galakser.

Efter al denne søgen, der blev opdaget en god kandidat til et sort hul. Det venstre billede i indsættet er fra Hubble-dataene, som viser to lyse punkter nær midten af ​​galaksen. En af dem er placeret i centrum af galaksen, og den anden er placeret omkring 3, 000 lysår væk fra centrum. Sidstnævnte kilde viser egenskaberne af et voksende supermassivt sort hul, og dets position svarer til positionen for en lysstærk røntgenkilde detekteret med Chandra (højre billede i indsat). Ved at bruge data fra SDSS og Keck-teleskopet på Hawaii, holdet fastslog, at det voksende sorte hul, der var placeret i nærheden af, men synligt forskudt fra, galaksens centrum har en hastighed, der er forskellig fra galaksen. Disse egenskaber tyder på, at denne kilde kan være et tilbagegående supermassivt sort hul.

Værtsgalaksen for det mulige tilbageslagne sorte hul viser også nogle tegn på forstyrrelse i dens ydre områder, hvilket er en indikation af, at en fusion mellem to galakser fandt sted i den relativt nye fortid. Da supermassive sorte huls fusioner menes at forekomme, når deres værtsgalakser smelter sammen, denne information understøtter ideen om et tilbageslagende sort hul i systemet.

I øvrigt, stjerner dannes med høj hastighed i galaksen, flere hundrede gange Solens masse om året. Dette stemmer overens med computersimuleringer, som forudsiger, at stjernedannelseshastigheder kan blive forbedret for fusionerende galakser, især dem, der indeholder tilbagegående sorte huller.

En anden mulig forklaring på dataene er, at to supermassive sorte huller er placeret i centrum af galaksen, men det ene af dem producerer ikke detekterbar stråling, fordi det vokser for langsomt. Forskerne går ind for forklaringen på det sorte hul, der trækker sig tilbage, men flere data er nødvendige for at styrke deres sag.

Et papir, der beskriver disse resultater, blev for nylig accepteret til offentliggørelse i The Astrofysisk tidsskrift og er tilgængelig online. Den første forfatter er Dongchan Kim fra National Radio Astronomy Observatory i Charlottesville, Virginia. NASAs Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, administrerer Chandra-programmet for NASA's Science Mission Directorate i Washington. Smithsonian Astrophysical Observatory i Cambridge, Massachusetts, kontrollerer Chandras videnskab og flyveoperationer.