Den samtidige sammensmeltning af gigantiske galakser

Et internationalt forskerhold ledet af forskere fra Göttingen og Potsdam beviste for første gang, at galaksen NGC 6240 indeholder tre supermassive sorte huller. De unikke observationer, offentliggjort i tidsskriftet Astronomi og astrofysik , vis de sorte huller tæt på hinanden i galaksens kerne. Undersøgelsen peger på samtidige sammensmeltningsprocesser under dannelsen af ​​de største galakser i universet.

Massive galakser som Mælkevejen består typisk af hundreder af milliarder stjerner og er vært for et sort hul med en masse på adskillige millioner op til flere hundrede millioner solmasser i deres centre. Galaksen kendt som NGC 6240 er kendt som en uregelmæssig galakse på grund af dens særlige form. Indtil nu, astronomer har antaget, at den blev dannet ved sammenstødet mellem to mindre galakser og derfor indeholder to sorte huller i sin kerne. Disse galaktiske forfædre bevægede sig mod hinanden med hastigheder på flere hundrede km/s og er stadig i gang med at smelte sammen. Galaksesystemet, som er omkring 300 millioner lysår væk fra os - tæt på kosmiske standarder - er blevet undersøgt i detaljer på alle bølgelængder, og er hidtil blevet betragtet som en prototype for samspillet mellem galakser.

"Gennem vores observationer med ekstrem høj rumlig opløsning var vi i stand til at vise, at det interagerende galaksesystem NGC 6240 ikke er vært for to – som tidligere antaget – men tre supermassive sorte huller i dets centrum, " rapporterer professor Wolfram Kollatschny fra universitetet i Göttingen, hovedforfatteren af ​​undersøgelsen. Hver af de tre sværvægtere har en masse på mere end 90 millioner sole. De er placeret i et rumområde på mindre end 3000 lysår på tværs, altså i mindre end en hundrededel af galaksens samlede størrelse. "Indtil nu, en sådan koncentration af tre supermassive sorte huller var aldrig blevet opdaget i universet, " tilføjer Dr. Peter Weilbacher fra Leibniz Institut for Astrofysik Potsdam (AIP). "Denne sag giver bevis for en samtidig fusionsproces af tre galakser sammen med deres centrale sorte huller."

Opdagelsen af ​​dette tredobbelte system er af fundamental betydning for at forstå galaksernes udvikling over tid. Indtil nu har det ikke været muligt at forklare, hvordan de største og mest massive galakser, som vi kender fra vores kosmiske miljø i "nutiden, "blev dannet blot ved normal galakseinteraktion og sammensmeltningsprocesser i løbet af de foregående 14 milliarder år ca. altså vort univers' alder. "Hvis, imidlertid, samtidige fusionsprocesser af flere galakser fandt sted, så var de største galakser med deres centrale supermassive sorte huller i stand til at udvikle sig meget hurtigere, Peter Weilbacher opsummerer. "Vores observationer giver den første indikation af dette scenarie."

For de unikke højpræcisionsobservationer af galaksen NGC 6240 ved hjælp af 8 meter VLT, et teleskop drevet af European Southern Observatory i Chile, 3-D MUSE-spektrografen blev brugt i rumlig højopløsningstilstand sammen med fire kunstigt genererede laserstjerner og et adaptivt optiksystem. Takket være den sofistikerede teknologi, billeder opnås med en skarphed svarende til Hubble-rumteleskopet, men indeholder desuden et spektrum for hver billedpixel. Disse spektre var afgørende for bevægelsen og masserne af de supermassive sorte huller i NGC 6240.

Forskerne antager, at de observerede, En forestående sammensmeltning af de supermassive sorte huller om få millioner år vil også generere meget stærke gravitationsbølger. I en overskuelig fremtid, signaler fra lignende objekter kan måles med den planlagte satellitbaserede gravitationsbølgedetektor LISA, og yderligere sammensmeltningssystemer kan opdages.