Banebrydende opdagelse bekræfter eksistensen af ​​kredsende supermassive sorte huller

For første gang nogensinde, astronomer ved University of New Mexico siger, at de har været i stand til at observere og måle kredsløbets bevægelse mellem to supermassive sorte huller hundredvis af millioner lysår fra Jorden - en opdagelse mere end et årti undervejs.

UNM Institut for Fysik &Astronomi kandidatstuderende Karishma Bansal er den første forfatter på papiret, 'Begrænsning af banen for det supermassive sorte hul binær 0402+379', for nylig udgivet i The Astrophysical Journal . Hun, sammen med UNM -professor Greg Taylor og kolleger ved Stanford, U.S. Naval Observatory og Gemini Observatory, har studeret interaktionen mellem disse sorte huller i 12 år.

"I lang tid, vi har ledt ind i rummet for at prøve at finde et par af disse supermassive sorte huller, der kredser som følge af to galakser, der fusionerer, "sagde Taylor." Selvom vi har teoretiseret, at dette skulle ske, ingen havde nogensinde set det før nu. "

I begyndelsen af ​​2016, et internationalt forskerteam, herunder en UNM -alumn, arbejdede på LIGO -projektet opdagede eksistensen af ​​gravitationsbølger, bekræfter Albert Einsteins 100-årige forudsigelse og forbløffer det videnskabelige samfund. Disse gravitationsbølger var resultatet af to sorte huller med stjernemasse (~ 30 solmasse), der kolliderede i rummet inden for Hubble -tiden. Nu, takket være denne seneste forskning, forskere vil kunne begynde at forstå, hvad der fører op til fusionen af ​​supermassive sorte huller, der skaber krusninger i rumtidens stof og begynder at lære mere om udviklingen af ​​galakser og den rolle, disse sorte huller spiller i den.

Brug af Very Long Baseline Array (VLBA), et system bestående af 10 radioteleskoper over hele USA og opereret i Socorro, N.M., forskere har været i stand til at observere flere frekvenser af radiosignaler udsendt af disse supermassive sorte huller (SMBH). Over tid, astronomer har i det væsentlige været i stand til at plotte deres bane og bekræfte dem som et visuelt binært system. Med andre ord, de har observeret disse sorte huller i kredsløb med hinanden.

"Da Dr. Taylor gav mig disse data, var jeg i begyndelsen af ​​at lære at forestille mig og forstå det, "sagde Bansal." Og, da jeg lærte, var der data tilbage til 2003, vi plottede det og bestemte, at de kredsede om hinanden. Det er meget spændende. "

For Taylor, opdagelsen er resultatet af mere end 20 års arbejde og en utrolig bedrift givet den præcision, der kræves for at trække disse målinger ud. Omkring 750 millioner lysår fra Jorden, galaksen ved navn 0402+379 og de supermassive sorte huller i den, er utroligt langt væk; men er også i den perfekte afstand fra Jorden og hinanden, der skal observeres.

Bansal siger, at disse supermassive sorte huller har en samlet masse på 15 milliarder gange vores sols, eller 15 milliarder solmasser. Den utrolige størrelse af disse sorte huller betyder, at deres kredsløbstid er omkring 24, 000 år, så mens teamet har observeret dem i over et årti, de har endnu ikke set den mindste krumning i deres kredsløb.

"Hvis du forestiller dig en snegl på den nyligt opdagede jordlignende planet, der kredser om Proxima Centauri - 4.243 lysår væk - bevæger sig 1 cm i sekundet, det er den vinkelbevægelse, vi løser her, "sagde Roger W. Romani, professor i fysik ved Stanford University og medlem af forskerholdet.

"Det, vi har kunnet gøre, er en sand teknisk præstation i løbet af denne 12-årige periode ved hjælp af VLBA for at opnå tilstrækkelig opløsning og præcision i astrometrien til rent faktisk at se kredsløbet ske, "sagde Taylor." Det er lidt triumf i teknologien at have været i stand til at gøre dette. "

Selvom den tekniske gennemførelse af denne opdagelse virkelig er fantastisk, Bansal og Taylor siger, at forskningen også kan lære os meget om universet, hvor galakser kommer fra, og hvor de skal hen.

"Binære stjerners baner gav en enorm indsigt om stjerner, "sagde Bob Zavala, en astronom med U.S. Naval Observatory. "Nu kan vi bruge lignende teknikker til at forstå super-massive sorte huller og de galakser, de bor i."

At fortsætte med at observere kredsløb og interaktion mellem disse to supermassive sorte huller kan også hjælpe os med at få en bedre forståelse af, hvordan fremtiden for vores egen galakse kan se ud. Lige nu, Andromeda -galaksen, som også har en SMBH i centrum, er på vej til at kollidere med vores Mælkevej, hvilket betyder, at begivenheden Bansal og Taylor i øjeblikket observerer, kan forekomme i vores galakse om et par milliarder år.

"Supermassive sorte huller har stor indflydelse på stjernerne omkring dem og galaksens vækst og udvikling, "forklarede Taylor." Så, At forstå mere om dem, og hvad der sker, når de fusionerer med hinanden, kan være vigtigt for vores forståelse for universet. "

Bansal siger, at forskergruppen vil tage en anden observation af dette system om tre eller fire år for at bekræfte bevægelsen og opnå en præcis bane. I mellemtiden, teamet håber, at denne opdagelse vil opmuntre til relateret arbejde fra astronomer rundt om i verden.