Przejdź do treści

Trzy supermasywne czarne dziury w jądrze jednej galaktyki

img

Międzynarodowy zespół badaczy po raz pierwszy udowodnił, że galaktyka NGC 6240 zawiera trzy supermasywne czarne dziury. Obserwacje ukazują czarne dziury znajdujące się bardzo blisko siebie w jądrze galaktyki. Badanie wskazuje na proces jednoczesnego łączenia się galaktyk podczas formowania się największych z nich we Wszechświecie.

Masywne galaktyki, takie jak Droga Mleczna, zazwyczaj składają się z setek miliardów gwiazd i mają w swoich centrach czarną dziurę o masie od kilku milionów do kilkuset milionów mas Słońca. NGC 6240 to tzw. galaktyka nieregularna, ze względu na swój szczególny kształt. Do tej pory astronomowie zakładali, że powstała ona w wyniku zderzenia dwóch mniejszych galaktyk i dlatego ma dwie czarne dziury w swoim jądrze. Jej galaktyczni przodkowie zbliżyli się do siebie z prędkością kilku setek km/s i wciąż się łączą. Ten układ galaktyk znajdujących się w odległości ok. 300 mln lat świetlnych od nas – blisko, jak na kosmiczne standardy – został szczegółowo zbadany na wszystkich długościach fali i do tej pory był uważany za prototyp wzajemnego oddziaływania między galaktykami.

„Dzięki naszym obserwacjom byliśmy w stanie wykazać, że układ oddziałujących galaktyk NGC 6240 ma nie dwie – jak wcześniej zakładano – ale trzy supermasywne czarne dziury w swoim jądrze” – mówi prof. Wolfram Kollatschny z Uniwersytetu w Getyndze. Każda z nich ma masę 90 milionów Słońc. Zlokalizowane są w regionie o średnicy zaledwie 3000 lat świetlnych, to jest 1/100 całkowitego rozmiaru galaktyki. Do tej pory nie odkryto takiej koncentracji trzech supermasywnych czarnych dziur. Niniejszy przypadek dostarcza dowodów na proces jednoczesnego łączenia się trzech galaktyk wraz z ich centralnymi czarnymi dziurami” – dodaje dr Peter Weilbacher z Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP).

Odkrycie tego potrójnego układu ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia ewolucji galaktyk w czasie. Do tej pory nie było możliwe wyjaśnienie, w jaki sposób największe i najbardziej masywne galaktyki, które znamy z naszego kosmicznego środowiska w „teraźniejszości”, powstały w wyniku zwykłych interakcji galaktyk i procesów scalania w ciągu minionych 14 mld lat (tyle w przybliżeniu wynosi wiek Wszechświata). Gdyby jednak zachodziły procesy jednoczesnego łączenia się kilku galaktyk, wówczas największe galaktyki z ich centralnymi supermasywnymi czarnymi dziurami mogłyby ewoluować znacznie szybciej. Obecne obserwacje dostarczają pierwszych wskazówek na temat tego scenariusza.

Do unikalnych, bardzo precyzyjnych obserwacji galaktyki NGC 6240 przy użyciu 8-metrowego teleskopu VLT zastosowano spektrograf 3D MUSE. Dzięki zastosowanej technologii uzyskiwane obrazy mają ostrość podobną do tych otrzymywanych z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, ale dodatkowo zawierają widmo dla każdego obrazowanego piksela. Widma te były decydujące w określeniu ruchu i masy supermasywnych czarnych dziur w NGC 6240.

Naukowcy zakładają, że zaobserwowane bezpośrednie połączenie supermasywnych czarnych dziur w ciągu kilku milionów lat będzie również generować bardzo silne fale grawitacyjne. W dającej się przewidzieć przyszłości sygnały podobnych obiektów będą mogły być mierzone za pomocą planowanego satelitarnego detektora fal grawitacyjnych LISA i będą mogły być odkrywane przyszłe układy łączących się galaktyk.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
The simultaneous merging of giant galaxies

Źródło: University Goetingen

Na zdjęciu: Galaktyka NGC 6240. Źródło: P Weilbacher (AIP), NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, and A Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University).