Po analizie danych z obrazowania Sgr A* przez EHT astrofizycy sugerują, że powstała ona w wyniku połączenia dwóch czarnych dziur około dziewięciu miliardów lat temu.
Pochodzenie supermasywnych czarnych dziur – które mogą ważyć ponad milion razy więcej niż Słońce i znajdują się w centrum większości galaktyk – pozostaje jedną z największych tajemnic kosmosu. Naukowcy z Nevada Center for Astrophysics (NCfA) na Uniwersytecie Nevady w Las Vegas (University of Nevada Las Vegas – UNLV) odkryli przekonujące dowody sugerujące, że supermasywna czarna dziura w centrum naszej Galaktyki, znana jako Sagittarius A* (Sgr A*), jest prawdopodobnie wynikiem przeszłej kosmicznej fuzji.
Badania, których wyniki opublikowano 6 września w czasopiśmie „Nature Astronomy”, opierają się na ostatnich obserwacjach z Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (EHT), który uchwycił pierwszy bezpośredni obraz Sgr A* w 2022 roku. Instrument EHT, będący wynikiem globalnej współpracy badawczej, synchronizuje dane z ośmiu istniejących obserwatoriów radiowych na całym świecie, tworząc ogromny wirtualny teleskop wielkości Ziemi.
Yihan Wang i Bing Zhang, astrofizycy z UNLV, wykorzystali dane z obserwacji EHT Sgr A* do poszukiwania dowodów na to, jak mogła się ona uformować. Uważa się, że supermasywne czarne dziury powstają albo w wyniku akrecji materii w czasie, albo w wyniku połączenia dwóch istniejących czarnych dziur. Zespół z UNLV zbadał różne modele wzrostu, aby zrozumieć osobliwą szybką rotację i niewspółosiowość Sgr A* względem momentu pędu Drogi Mlecznej. Badacze wykazali, że te niezwykłe właściwości są najlepiej wyjaśnione przez duże zdarzenie fuzji z udziałem Sgr A* i innej supermasywnej czarnej dziury, prawdopodobnie z galaktyki satelitarnej.
To odkrycie toruje nam drogę do zrozumienia, w jaki sposób supermasywne czarne dziury rosną i ewoluują – powiedział Wang, główny autor badania i doktorant w NCfA na UNLV. Niewyrównany wysoki spin Sgr A* wskazuje, że mogła ona połączyć się z inną czarną dziurą, dramatycznie zmieniając jej amplitudę i orientację spinu.
Korzystając z zaawansowanych symulacji, naukowcy modelowali wpływ fuzji, rozważając różne scenariusze, które są zgodne z obserwowanymi właściwościami spinu Sgr A*. Ich wyniki wskazują, że fuzja o stosunku mas 4:1 z wysoce nachyloną konfiguracją orbitalną mogłyby wywołać właściwości spinowe obserwowane przez EHT.
Fuzja ta prawdopodobnie miała miejsce około dziewięciu miliardów lat temu, po połączeniu Drogi Mlecznej z galaktyką Gaia-Enceladus – powiedział Zhang, profesor fizyki i astronomii na UNLV oraz dyrektor-założyciel NCfA. To wydarzenie nie tylko dostarcza dowodów na teorię hierarchicznego łączenia się czarnych dziur, ale także zapewnia wgląd w dynamiczną historię naszej Galaktyki.
Sgr A* znajduje się w centrum Galaktyki, w odległości ponad 27 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, a zaawansowane narzędzia, takie jak EHT, zapewniają bezpośrednie obrazowanie, które pomaga naukowcom przetestować przewidywane teorie. Naukowcy twierdzą, że omawiane wyniki badań będą miały znaczący wpływ na przyszłe obserwacje za pomocą będących w fazie projektu kosmicznych detektorów fal grawitacyjnych, takich jak Laserowa Interferometryczna Antena Kosmiczna (LISA), której uruchomienie planowane jest na 2035 rok, i która powinna wykrywać podobne fuzje supermasywnych czarnych dziur w całym Wszechświecie.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Massive Merger: Study Reveals Evidence for Origin of Supermassive Black Hole at Galaxy’s Center
- Evidence of a past merger of the Galactic Centre black hole
Źródło: UNLV
Na ilustracji: Pierwszy obraz Sagittarius A*, supermasywnej czarnej dziury w centrum naszej Galaktyki. Źródło: EHT Collaboration
