süper kütleli[{” attribute=””>black hole 9 billion light-years away appears to have a companion black hole orbiting around it. As the orbit shrinks, the pair gets closer to merging.
Supermassive black holes millions to billions of times the mass of our Sun lie at the heart of most galaxies, and astronomers are eager to know how these behemoths came to be. While they think most resulted from at least one merger between two smaller supermassive black holes, scientists lacked the observations that could give insight, since only one pair of supermassive black holes on the way to a merger had been found.
A new study may change that: Researchers observing a supermassive black hole report signs that it has a closely orbiting companion. The enormous duo – called a binary – circle one another about every two years.
Takım doğruysa, ikili sistemin yörüngesinin çapı, bilinen tek süper kütleli ikili dosyadan 10 ila 100 kat daha küçüktür ve çift, kabaca 10.000 yıl içinde birleşecektir. Bu uzun bir zaman gibi görünebilir, ancak bu büyüklükteki kara deliklerin birbirlerinin yörüngesinde dönmeye başlaması ve sonunda bir araya gelmesi toplam 100 milyon yıl alacaktır. Yani bu çift çarpışmaya giden yolun %99’undan fazlasıdır.
Joseph Lazio ve Michele Vallisneri, NASAGüney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı, süper kütleli kara deliklerin ikili bir sistemde nasıl davrandığına ve radyo verilerinin nasıl yorumlanacağına dair fikir verdi.
Bu çizimde, daha küçük bir kara delikten (solda) gelen ışık, daha büyük bir kara deliğin etrafında kıvrılıyor ve diğer tarafta neredeyse ayna görüntüsü oluşturuyor. Bir kara deliğin yerçekimi, uzayın dokusunu bükebilir, öyle ki kara deliğin yakınından geçen ışık onun etrafında kavisli bir yol izleyecektir. Kredi: Caltech/R. Yaralanma (IPAC)
Bu süper kütleli kara deliğin bir yoldaşı olabileceğine dair kanıtlar, Dünya’daki radyo teleskoplarının gözlemlerinden geliyor. Kara delikler ışık yaymaz, ancak kütleçekimleri etraflarında sıcak gaz diskleri toplayabilir ve bu malzemenin bir kısmını uzaya fırlatabilir. Bu jetler milyonlarca ışıkyılı boyunca uzayabilir. Dünya’ya doğrultulmuş bir jet, Dünya’dan uzağa doğrultulmuş bir jetten çok daha parlak görünür. Gökbilimciler, jetleri Dünya blazarlarına yönlendirilmiş süper kütleli kara delikler olarak adlandırıyorlar ve bu son makalenin merkezinde PKS 2131-021 adlı bir blazar var.
Dünya’dan yaklaşık 9 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan PKS 2131-021, Pasadena’daki Caltech’teki bir grup araştırmacının Kuzey Kaliforniya’daki Owens Valley Radyo Gözlemevi ile 13 yıldır genel bir araştırmanın parçası olarak izlediği 1.800 blazardan biridir. blazar davranışı. Ancak bu özel blazar garip bir davranış sergiliyor: Parlaklığı, bir saatin tiktakları kadar tahmin edilebilir şekilde düzenli iniş ve çıkışlar gösteriyor.
Araştırmacılar şimdi bu düzenli varyasyonun, her iki yılda bir birbirlerinin yörüngesinde dönerken ilkini çeken ikinci bir kara deliğin sonucu olduğunu düşünüyorlar. PKS 2131-021’deki iki kara deliğin her birinin Güneşimizin kütlesinin birkaç yüz milyon katı olduğu tahmin ediliyor. Bulguyu doğrulamak için bilim adamları tespit etmeye çalışacak yerçekimi dalgaları – uzaydaki dalgalanmalar – sistemden geliyor. İlk tespit yerçekimi dalgaları kara delik ikili dosyalarından 2016’da açıklandı.
Salınımların rastgele olmadığını veya kara deliğin etrafındaki geçici bir etkinin nedeni olmadığını doğrulamak için ekibin Owens Valley Gözlemevi’nden alınan on yıllık (2008 ila 2019) verinin ötesine bakması gerekiyordu. Diğer iki radyo teleskopunun da bu sistemi incelediğini öğrendikten sonra – Michigan Üniversitesi Radyo Gözlemevi (1980 – 2012) ve Haystack Gözlemevi (1975 – 1983) – ek verileri araştırdılar ve blazar’ın nasıl olduğuna dair tahminlerle eşleştiğini buldular. parlaklık zamanla değişmelidir.
Lazio, “Bu çalışma, azmin öneminin bir kanıtıdır” dedi. “Bu sonucu elde etmek için 45 yıllık radyo gözlemleri gerekti. Ülke çapında farklı gözlemevlerinde bulunan küçük ekipler, bunu mümkün kılmak için her hafta, her ay, her ay veri topladılar.”
Bu çalışma hakkında daha fazla bilgi için Galaksinin Kalbinde Epik Bir Kozmik Dansta Kilitlenen Devasa Kara Delikler’e bakın.
Referans: “The Unexpected Phenomenology of the Blazar PKS 2131-021: A Unique Supermassive Black Hole Binary Candidate” yazan S. O’Neill, S. Kiehlmann, ACS Readhead, MF Aller, RD Blandford, I. Liodakis, ML Lister, P Mróz, CP O’Dea, TJ Pearson, V. Ravi, M. Vallisneri, KA Cleary, MJ Graham, KJB Grainge, MW Hodges, T. Hovatta, A. Lähteenmäki, JW Lamb, TJW Lazio, W. Max-Moerbeck , V. Pavlidou, TA Prince, RA Reeves, M. Tornikoski, P. Vergara de la Parra ve JA Zensus, 23 Şubat 2022, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac504b