W najnowszych badaniach, których wyniki ukazały się w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, naukowcy informują o dowodach na dużą liczbę podwójnych supermasywnych czarnych dziur, prawdopodobnie prekursorów zdarzeń łączenia się ogromnych czarnych dziur. Potwierdza to obecne rozumienie ewolucji kosmologicznej – że galaktyki i związane z nimi czarne dziury łączą się na przestrzeni czasu, tworząc coraz większe galaktyki i czarne dziury.
Astronomowie z University of Hertfordshire, wraz z międzynarodowym zespołem naukowców, przyjrzeli się mapom radiowym źródeł potężnych dżetów i znaleźli znaki zwykle pojawiające się podczas patrzenia na czarne dziury, które znajdują się blisko siebie.
Zanim czarne dziury się połączą, tworzą podwójną czarną dziurę, w której obydwa składniki krążą wokół siebie. Teleskopy do detekcji fal grawitacyjnych od 2015 r. są w stanie udowodnić łączenie się czarnych dziur, mierząc silne impulsy fal grawitacyjnych emitowane podczas łączenia się czarnych dziur, jednak obecna technologia nie może być wykorzystana do zaprezentowania obecności podwójnych supermasywnych czarnych dziur.
Supermasywne czarne dziury emitują potężne dżety. Dwie supermasywne czarne dziury krążące po orbicie powodują, że strumień pochodzący z jądra galaktyki okresowo zmienia swój kierunek. Astronomowie z University of Hertfordshire badali kierunek, w którym emitowane są strumienie oraz różnice w tych kierunkach. Porównali kierunek dżetów z jednym z radiowych płatów (które przechowują wszystkie cząstki, jakie kiedykolwiek przeszły przez te kanały strumieniowe), aby pokazać, że metoda ta może być używana do wskazania podwójnych supermasywnych czarnych dziur.
Dr Martin Krause, główny autor badania, powiedział: „Od dłuższego czasu badaliśmy dżety w różnych warunkach za pomocą symulacji komputerowych. Byliśmy zaskoczeni znalezieniem w tym pierwszym systematycznym porównaniu do radiowych map o wysokiej rozdzielczości z najsilniejszych źródeł radiowych, sygnatur, które były kompatybilne z precesją strumienia w ¾ źródeł.”
Fakt, że najpotężniejsze dżety są powiązane z podwójnymi czarnymi dziurami, może mieć poważne konsekwencje dla powstawania gwiazd w galaktykach; gwiazdy tworzą się z zimnego gazu, strumienie ogrzewają ten gaz, a tym samym tłumią ich powstawanie. Strumień, który zawsze kieruje się w tę samą stronę, ogrzewa jedynie ograniczoną ilość gazu w pobliżu. Jednak strumienie z czarnych dziur zmieniają kierunek w sposób ciągły. W związku z tym mogą rozgrzać znacznie więcej gazu, skuteczniej tłumiąc powstawanie gwiazd, przyczyniając się w ten sposób do zachowania liczby gwiazd w galaktykach w obserwowanych granicach.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej:
Astronomers spot signs of supermassive black hole mergers
Źródło: Royal Astronomical Society
Na zdjęciu: Mapa radiowa na częstotliwości 5 GHz obiektu 3C 334. Dżet płynie z jądra galaktyki (jej gwiazdy nie są widoczne na częstotliwościach radiowych) około 10 mld lat świetlnych od naszej. Specyficzna struktura dżetów oznacza okresową zmianę kierunku strumienia (precesja), efekt przewidziany dla strumienia z pary czarnych dziur. Źródło: M. Krause / University of Hertfordshire.
