Astronomowie wykrywają orbitujące wokół siebie czarne dziury

Naukowcy z Uniwersytetu Nowego Meksyku zaobserwowali dwie supermasywne czarne dziury, które krążą wokół siebie. Jest to pierwsze w historii tego rodzaju zjawisko wykryte przez astronomów. Wyniki ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie Astrophysical Journal.

Supermasywne czarne dziury to ogromne obiekty mieszczące się zazwyczaj w centralnych częściach galaktyk. Supermasywna czarna dziura Drogi Mlecznej waży ponad 4 miliony razy więcej niż Słońce. Mimo swoich rozmiarów i aktywności, tego typu obiekty są niezwykle trudne do zaobserwowania. Urządzenie, które umożliwiło naukowcom wykrycie orbitujących wokół siebie dwóch supermasywnych czarnych dziur jest VLBA (ang. Very Long Baseline Array) – układ 10 radioteleskopów znajdujących się w stanie Nowy Meksyk w USA, które podlegają kontroli National Radio Astronomy Observatory.

Obiekty obserwacji – dwie supermasywne czarne dziury – znajdują się w galaktyce odległej o 750 milionów lat świetlnych od Ziemi. Ich eliptyczna galaktyka nazwana 0402+379 była pierwszą galaktyką, w której zaobserwowano dwa “centralne” rejony. Pierwsze pomiary, wykonane za pomocą systemu VLBA, przeprowadzono w 2003 i 2005 roku. Kolejne, z 2009 i 2015 roku, w połączeniu z innymi danymi, umożliwiły naukowcom zidentyfikowanie tych niezwykłych “centralnych” punktów jako dwóch supermasywnych czarnych dziur oraz nawet określenie ich ruchu. “To pierwsza para czarnych dziur, które jako osobne obiekty poruszają się względem siebie, tworząc pierwszy dotąd widoczny układ podwójny czarnych dziur” – mówi jeden z autorów badań, Greg Taylor z Uniwersytetu Nowego Meksyku.

Astronomowie wykorzystali do obserwacji dane radiowe, dzięki którym mogli określić, że czarne dziury znajdują się jedynie 24 lata świetlne od siebie oraz że mają łączną masę około 15 miliarda razy większą od Słońca. Jedna orbita zajmuje im ponad 30 000 lat. Ale dlaczego ta galaktyka ma dwie supermasywne czarne dziury? Obecność dwóch takich obiektów sugeruje, że w niedawnej przeszłości galaktyka ta połączyła się z inną. Gdy dwie galaktyki zderzają się ze sobą, każda z nich wnosi do równania swoją czarną dziurę, które ostatecznie również zderzają się ze sobą, tworząc pojedynczy obiekt. Galaktyka 0402+379 jest w okresie przejściowym – już po zderzeniu się galaktyk, ale jeszcze przed fuzją czarnych dziur, i będzie w ten fazie najprawdopodobniej przez kolejne kilka milionów lat.

Naukowcy uważają, że takie “układy podwójne” supermasywnych czarnych dziur są zjawiskiem dosyć powszechnym, biorąc pod uwagę, że zderzenia galaktyk są również dość częste. Potwierdzenie obecności dwóch supermasywnych czarnych dziur wcale nie jest końcem obserwacji galaktyki 0402+379. Dalsze badania są pierwszą tego typu okazją do przeanalizowania zachowania takich systemów oraz zrozumienia w jaki sposób dwie supermasywne czarne dziury oddziałują na siebie w tak niewielkich odległościach.