Ďalekohľady ESO odhalili najbližší a zároveň najťažší pár superhmotných čiernych dier


eso2117cs — Tlačová správa (vedecká)

Ďalekohľady ESO odhalili najbližší a zároveň najťažší pár superhmotných čiernych dier

30. november 2021

Pomocou ďalekohľadu VLT Európskeho južného observatória odhalili astronómovia zatiaľ najbližší známy pár superhmotných čiernych dier. Dve čierne diery delí od seba navzájom najmenšia vzdialenosť ako u ktoréhokoľvek iného doteraz známeho systému tohto typu. Dvojica čiernych dier skončí existenciu splynutím do jednej obrej čiernej diery.

Dvojica superhmotných čiernych dier leží v galaxii NGC 7727 vzdialenej od nás cca 89 miliónov svetelných rokov, na oblohe sa nachádza v súhvezdí Vodnára. Napriek tomu, že táto vzdialenosť sa môže zdať veľká, predchádzajúci rekord, 470 miliónov svetelných rokov, prekonala práve táto dvojica s veľkým náskokom a stala sa najbližším známym viazaným systémom superhmotných čiernych dier.

Superhmotné čierne diery sa nachádzajú v strede hmotných galaxií a pokiaľ sa dve takéto galaxie zlúčia dohromady, tieto čierne diery sa ocitnú na „kolíznom kurze“. Pár v galaxii NGC 7727 tiež prekonal doteraz platný rekord o najmenšej vzájomnej vzdialenosti – komponenty sú od seba vzdialené len 1 600 svetelných rokov. „Prvýkrát sa nám podarilo nájsť dve superhmotné čierne diery takto blízko seba. Je to menej ako polovica doterajšieho rekordu.“ upozorňuje astronómka Karina Voggel (Strasbourg Observatory, Francúzsko), hlavná autorka štúdie, ktorá bola publikovaná vo vedeckom časopise Astronomy & Astrophysics.

„Malá vzdialenosť a vzájomná rýchlosť týchto dvoch čiernych dier ukazuje, že sa nakoniec spoja do jednej obrej čiernej diery, a to v priebehu 250 miliónov rokov.“ doplnil spoluautor práce profesor Holger Baumgardt (Univesity od Queensland, Austrália). Vzájomné zlučovanie čiernych dier tejto veľkosti by mohlo vysvetliť, akým spôsobom vôbec vznikli najhmotnejšie objekty tohto typu vo vesmíre.

Karina Voggel a jej tím boli schopní určiť hmotnosti jednotlivých komponentov objavenej dvojice pomocou sledovania ich gravitačného pôsobenia na pohyb okolitých hviezd. Väčšia čierna diera leží v jadru galaxie NGC 7727 a jej hmotnosť bola určená na takmer 154 miliónov Sĺnk. Jej súputnik má hmotnosť len 6,3 miliónov hmotnosti Slnka.
Touto metódou určili hmotnosti zložiek páru superhmotných čiernych dier vôbec prvýkrát. Umožnila to relatívne malá vzdialenosť materskej galaxie, ale taktiež detailné pozorovane, ktoré členovia tímu získali pomocou prístroja MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) v spolupráci s ďalekohľadom ESO/VLT (Very Large Telescope). Vedúca autorka štúdie sa s prístrojom naučila pracovať behom svojej študentskej stáže v ESO. Meranie hmotnosti pomocou MUSE a využitie ďalších dát získaných s kozmickým ďalekohľadom HST (NASA/ESA Hubble Space Telescope) vedcom umožnilo potvrdiť, že objekty v galaxií NGC 7727 sú skutočne čierne diery.

Astronómovia predpokladali, že táto galaxia obsahuje dve veľké čierne diery. Ale doteraz neboli schopní potvrdiť ich prítomnosť, pretože nepozorovali veľké množstvo žiarenia s vysokou energiou prechádzajúci z ich bezprostrednej blízkosti, ktoré by ich prezradilo. „Naše závery naznačujú, že by vo vesmíre mohlo existovať omnoho viac týchto reliktných galaktických kolízií a tie by mohli skrývať veľké množstvo čiernych dier, ktoré stále čakajú na objavenie.“ hovorí Karina Voggel. „Celkový počet známych superhmotných čiernych dier v blízkom okolí by mohol narásť aj o 30%“.

Predpokladá sa, že pri hľadaní podobných skrytých párov superhmotných čiernych dier prinesie výrazný pokrok ďalekohľad ESO/ELT (Extremely LargeTelescope) vo výstavbe, ktorý by mal zahájiť svoju vedeckú činnosť ku koncu tohto desaťročia v púšti Atacama, v Čile. „Toto pozorovanie je len začiatok,“ dodáva spoluautor práce astronóm SteffenMieske (ESO, Čile, Vedúci vedeckých operácií Observatória Paranal). „S prístrojom HARMONI a s ďalekohľadom ELT budeme schopní podobné objekty detegovať na veľké vzdialenosti. ELT bude pre porozumenie týchto objektov dôležitý.“

——————
More information

This research was presented in a paper titled „First Direct Dynamical Detection of a Dual Super-Massive Black Hole System at sub-kpc Separation“ to appear in Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202140827).

The team is composed of Karina T. Voggel (Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg, France), Anil C. Seth (University of Utah, Salt Lake City, USA [UofU]), Holger Baumgardt (School of Mathematics and Physics, University of Queensland, St. Lucia, Australia), Bernd Husemann (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany [MPIA]), Nadine Neumayer (MPIA), Michael Hilker (European Southern Observatory, Garching bei München, Germany), Renuka Pechetti (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, UK), Steffen Mieske (European Southern Observatory, Santiago de Chile, Chile), Antoine Dumont (UofU), and Iskren Georgiev (MPIA).

The European Southern Observatory (ESO) enables scientists worldwide to discover the secrets of the Universe for the benefit of all. We design, build and operate world-class observatories on the ground — which astronomers use to tackle exciting questions and spread the fascination of astronomy — and promote international collaboration in astronomy. Established as an intergovernmental organisation in 1962, today ESO is supported by 16 Member States (Austria, Belgium, the Czech Republic, Denmark, France, Finland, Germany, Ireland, Italy, the Netherlands, Poland, Portugal, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom), along with the host state of Chile and with Australia as a Strategic Partner. ESO’s headquarters and its visitor centre and planetarium, the ESO Supernova, are located close to Munich in Germany, while the Chilean Atacama Desert, a marvellous place with unique conditions to observe the sky, hosts our telescopes. ESO operates three observing sites: La Silla, Paranal and Chajnantor. At Paranal, ESO operates the Very Large Telescope and its Very Large Telescope Interferometer, as well as two survey telescopes, VISTA working in the infrared and the visible-light VLT Survey Telescope. Also at Paranal ESO will host and operate the Cherenkov Telescope Array South, the world’s largest and most sensitive gamma-ray observatory. Together with international partners, ESO operates APEX and ALMA on Chajnantor, two facilities that observe the skies in the millimetre and submillimetre range. At Cerro Armazones, near Paranal, we are building “the world’s biggest eye on the sky” — ESO’s Extremely Large Telescope. From our offices in Santiago, Chile we support our operations in the country and engage with Chilean partners and society.

 

Contacts

Karina Voggel
Strasbourg Observatory, University of Strasbourg
Strasbourg, France
Email: karina.voggel@astro.unistra.fr

Holger Baumgardt
School of Mathematics and Physics, University of Queensland
St. Lucia, Queensland, Australia
Tel: +61 (0)7 3365 3430
Email: h.baumgardt@uq.edu.au

Steffen Mieske
European Southern Observatory
Vitacura, Santiago, Chile
Tel: +56 22 463 3060
Email: smieske@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Cell: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

——————-

Pôvodný článok:  https://www.eso.org/public/news/eso2117/

 

ESO*lar