Astronomer opdager et sort hul på farten

Forskere har længe teoretiseret, at supermassive sorte huller kan vandre gennem rummet - men det har vist sig svært at fange dem på akt.

Nu, forskere ved Center for Astrofysik | Harvard &Smithsonian har identificeret det tydeligste tilfælde til dato af et supermassivt sort hul i bevægelse. Deres resultater er offentliggjort i dag i Astrofysisk tidsskrift .

"Vi forventer ikke, at størstedelen af ​​supermassive sorte huller bevæger sig; de er normalt tilfredse med bare at sidde, " siger Dominic Pesce, en astronom ved Center for Astrofysik, der ledede undersøgelsen. "De er bare så tunge, at det er svært at få dem i gang. Overvej, hvor meget sværere det er at sparke en bowlingkugle i bevægelse, end det er at sparke en fodbold - og indse, at i dette tilfælde, 'bowlingkuglen' er flere millioner gange vores sols masse. Det kommer til at kræve et ret mægtigt spark."

Pesce og hans samarbejdspartnere har arbejdet på at observere denne sjældne hændelse i de sidste fem år ved at sammenligne hastighederne af supermassive sorte huller og galakser.

"Vi spurgte:Er hastighederne af de sorte huller de samme som hastighederne for de galakser, de befinder sig i?" forklarer han. "Vi forventer, at de har samme hastighed. Hvis de ikke har, Det betyder, at det sorte hul er blevet forstyrret."

Til deres søgning, holdet undersøgte oprindeligt 10 fjerne galakser og de supermassive sorte huller i deres kerne. De studerede specifikt sorte huller, der indeholdt vand i deres tilvækstskiver - spiralstrukturerne, der spinder indad mod det sorte hul.

Mens vandet kredser om det sorte hul, den producerer en laserlignende stråle af radiolys kendt som en maser. Når de studeres med et kombineret netværk af radioantenner ved hjælp af en teknik kendt som meget lang baseline interferometri (VLBI), masere kan hjælpe med at måle et sort huls hastighed meget præcist, siger Pesce.

Teknikken hjalp holdet med at fastslå, at ni af de 10 supermassive sorte huller var i ro - men et skilte sig ud og så ud til at være i bevægelse.

Beliggende 230 millioner lysår væk fra Jorden, det sorte hul sidder i centrum af en galakse ved navn J0437+2456. Dens masse er omkring tre millioner gange vores Sols masse.

Ved at bruge opfølgende observationer med Arecibo- og Gemini-observatorierne, holdet har nu bekræftet deres første resultater. Det supermassive sorte hul bevæger sig med en hastighed på omkring 110, 000 miles i timen inde i galaksen J0437+2456.

Men hvad der forårsagede bevægelsen vides ikke. Holdet formoder, at der er to muligheder.

"Vi observerer muligvis følgerne af to supermassive sorte huller, der smelter sammen, " siger Jim Condon, en radioastronom ved National Radio Astronomy Observatory, som var involveret i undersøgelsen. "Resultatet af en sådan fusion kan få det nyfødte sorte hul til at trække sig tilbage, og vi ser det måske i træk ved at vige tilbage, eller når det falder til ro igen."

Men der er en anden, måske endnu mere spændende mulighed:Det sorte hul kan være en del af et binært system.

"På trods af enhver forventning om, at de virkelig burde være derude i en vis overflod, videnskabsmænd har haft svært ved at identificere klare eksempler på binære supermassive sorte huller, " siger Pesce. "Det, vi kunne se i galaksen J0437+2456, er et af de sorte huller i sådan et par, mens den anden forbliver skjult for vores radioobservationer på grund af dens manglende maseremission."

Yderligere observationer, imidlertid, vil i sidste ende være nødvendig for at finde frem til den sande årsag til dette supermassive sorte huls usædvanlige bevægelse.