Astronomowie zaobserwowali trzy supermasywne czarne dziury w jądrze jednej galaktyki, co sugeruje jednoczesne łączenie się trzech galaktyk.
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 najmasywniejsze 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).
