Оптические данные космического телескопа им. Хаббла и цифрового обзора неба Слоана показаны с помощью рентгеновских наблюдений, собранных космическим телескопом Чандра, каждый из которых показывает SDSS J084905.51 + 111447.2, что, по мнению ученых, является слиянием с тройной черной дырой.
(Изображение: © X-ray: NASA / CXC / Университет Джорджа Мейсона / Р. Пфайфл и др .; Оптические: SDSS & NASA / STScI)
Возьмите три самых массивных объекта во вселенной, смушите их и окружающие их галактики вместе, и фейерверк непременно изумителен - и, возможно, когда-нибудь ученые увидят столкновение.
Этот день еще не наступил. Но теперь астрономы подошли ближе, обнаружив, что может стать причиной такого массивного слияния: три галактики, каждая из которых, вероятно, скрывает сверхмассивную черная дыра в их сердце, все находятся на пути столкновения, которое могло бы помочь ученым понять, почему вселенная выглядит так, как она это делает.
«Поскольку эти системы настолько редки, мы на самом деле не очень много знаем о них как о населении, поэтому важно найти больше из них», Райан Пфайфл, ведущий автор нового исследования, описывающего результаты и аспирант в астрономия в университете Джорджа Мейсона, сообщил Space.com. «Если мы сможем найти больше, мы сможем изучить их как население и сказать:« Хорошо, в общем, именно так эти системы и ведут себя ».
Слияние черных дыр может звучать как старые новостиНо это событие не похоже на столкновения, которые ученые «слышали» через гравитационные волны только в последние несколько лет. Эти сигналы производятся столкновения черных дыр каждая из которых может в несколько десятков раз превышать массу нашего солнца, как две капли, легко сливающиеся в дождевик.
Каждый из сверхмассивные черные дыры Участие в новом исследовании содержит массу сотен миллионов солнц и окружено целыми галактиками звезд, планет и лун. Их столкновение будет похоже на две бурные реки, прорывающиеся через плотину и изменяющие ландшафт с наводнениями. Такое событие создало бы гравитационные волны, но такой невероятной длины, что современные детекторы просто не могут их почувствовать.
Но именно такого рода взаимодействия, по мнению астрономов, имеют решающее значение для превращения вселенной в то, как она выглядит сегодня, усеянной таинственным сверхмассивные черные дыры, «Никто на самом деле не знает, как они могут стать такими массивными довольно рано в истории вселенной», - сказал Space.com Шобита Сатьяпал, советник Пфайфла, соавтор и астрофизик из Университета Джорджа Мейсона. «Одним из наиболее убедительных механизмов, где они могут быстро расти, является слияние этих галактик».
Таким образом, исследователи хотели попытаться определить такое слияние до того, как оно произошло. Аналитики данных добровольцев отметили набор целей, основанных на измерениях инфракрасного света, как потенциальные места, где сталкиваются две зрелые галактики.
«Мы решили поискать черные дыры, используя методы, которые раньше никогда не использовались, методы, чувствительные к затенению», - сказал Сатьяпал. «Это своего рода новый подход - искать эти питающие черные дыры с помощью инструментов, которые традиционно не использовались в этих взаимодействиях на поздней стадии».
Команда нового исследования собрала дополнительные наблюдения этих мест, используя Рентгеновская обсерватория Чандра НАСА, Ученые надеялись, что дополнительные данные позволят обнаружить сверхмассивную черную дыру, пирующую на материи и излучающую рентгеновское излучение в сердце каждой галактики в этих сливающихся парах. Важно использовать рентгеновские лучи, так как эти объекты покрыты облаками пыли и газа, которые блокируют другие типы света.
Но одна пара, как оказалось, не была такой - отсюда и новое исследование. Целевая система формально известна как SDSS J084905.51 + 111447.2, но давайте определенно не будем называть это так. Сокращенная версия его названия SDSS J0849 + 1114; давайте не будем это так называть. Можем ли мы просто прозвать его Тройной? Спасибо.
Во всяком случае, Пфайфл присоединился к проекту, чтобы проанализировать Чандра наблюдения тройного и других потенциальных слияний. Когда он впервые просмотрел данные Triple, он выглядел так же многообещающе, как и другие потенциальные дуэты. Только когда он пересмотрел данные, он понял, что что-то изменилось.
«Когда я только что посмотрел на рентгеновское изображение, я на самом деле не осознавал, что это были три рентгеновских источника только потому, что я был наивным молодым аспирантом», - сказал Пфайфл. Но затем он добавил оптические данные об этой области. «Когда я выстроил это в линию, вдруг что-то щелкнуло, и я сказал:« О, подожди секунду, там происходит что-то подозрительное ». Результатом стала двухлетняя одержимость, чтобы определить, действительно ли существовали три сливающиеся сверхмассивные галактики с черными дырами ,
(Тройка привлекла внимание и других исследователей. Отдельная команда ученых также пришла к выводу, что Тройка - это, вероятно, три сталкивающиеся сверхмассивные галактики с черными дырами, основанные на некоторых совпадениях и некоторых уникальных данных. их анализ на сервер предварительной печати arXiv.org в июле, и отказался от интервью с Space.com в то время, потому что оно находилось на рассмотрении для публикации. «Они пришли к аналогичному выводу», - сказал Сатьяпал, добавив, что их команда начала записывать свои результаты в феврале. «Приятно видеть, что есть подтверждение.»)
Исследования Пфайфа и Сатьяпала утверждают, что Тройка - это три галактики, возможно, сталкивающиеся друг с другом, хотя они могут просто задевать друг друга, но недостаточно близко, чтобы погрузиться в последнюю спираль. Если это настоящее слияние, ученые не могут быть уверены, насколько далеко может пройти массивное столкновение, хотя от начала до конца такое слияние, вероятно, займет около миллиона лет.
Прямо сейчас, галактики между 11 000 и 23 800 световых лет друг от друга Одно из трио определенно скрывает в своем центре питательную сверхмассивную черную дыру; Исследователи утверждают, что два других, похоже, тоже, но не показывают того же сигнального сигнала, что и первый.
Как ни странно, такие системы, как Triple, могут быть более информативными, чем пары, на которых команда действительно охотилась. Слияния из двух частей могут ползти, занимая больше времени, чем продолжительность жизни вселенной, но присутствие третьей галактики, вероятно, подтолкнет столкновение вперед, судя по симуляциям, которые ученые проводили по таким событиям.
Эти симуляции также показывают, что может случиться с Тройкой, если ее галактики когда-нибудь сталкиваются, «Там все еще будет галактика, вроде этого крушения поезда», - сказал Сатьяпал. Динамика столкновения может деформировать отдельные галактики, которые могли бы начаться, скажем, в виде деликатно структурированных вихрей звезд, подобных нашему Млечному Пути, во что-то до неузнаваемости.
«Мы думаем, что эти слияния не просто разрастают черную дыру, но фактически превращают дисковую галактику в гигантские эллиптические галактики», - сказал Сатьяпал. «У вас просто большой звездный шар с огромной черной дырой».
Исследование описано в бумага опубликовано 7 августа на сервере препринтов arXiv.org и принято к публикации в Астрофизическом журнале.
- Наша рентгеновская вселенная: удивительные фотографии рентгеновской обсерватории Чандра НАСА
- Посмотрите на рентгеновский снимок первой в истории черной дыры на этом космическом телескопе
- НАСА представляет удивительные космические снимки, когда рентгеновской обсерватории Чандра исполняется 20 лет
