Astronomen hebben twee superzware zwarte gaten ontdekt, heel dicht bij elkaar

Meld u aan voor de Wonder Theory-wetenschapsnieuwsbrief van CNN. Verken het universum met nieuws over verbazingwekkende ontdekkingen, wetenschappelijke vorderingen en meer.

CNN
–

Er zijn twee superzware zwarte gaten waargenomen die zich voeden met kosmisch materiaal wanneer twee sterrenstelsels samensmelten in de verre ruimte – de meest nabije botsingen van zwarte gaten die astronomen ooit hebben waargenomen.

Astronomen ontdekten het paar terwijl ze de Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array of Telescopes, of ALMA, in de Atacama-woestijn in het noorden van Chili gebruikten om twee samengevoegde sterrenstelsels op ongeveer 500 miljoen lichtjaar van de aarde te observeren.

De twee zwarte gaten groeiden zij aan zij nabij het centrum van het samengevoegde sterrenstelsel. Ze ontmoetten elkaar toen hun gastheerstelsels, bekend als UGC 4211, met elkaar in botsing kwamen.

De ene is 200 miljoen keer de massa van onze zon en de andere is 125 miljoen keer de massa van onze zon.

Hoewel de zwarte gaten zelf niet direct zichtbaar zijn, werden ze allebei omringd door heldere sterrenhopen en warm, gloeiend gas — allemaal aangetrokken door de zwaartekracht van de gaten.

Na verloop van tijd zullen ze om elkaar heen beginnen te draaien, uiteindelijk met elkaar in botsing komen en een enkel zwart gat creëren.

Waargenomen over meerdere golflengten van licht, zijn de zwarte gaten het dichtst bij elkaar dat wetenschappers ooit hebben gezien – slechts ongeveer 750 lichtjaar in doorsnee, wat relatief dichtbij is in astronomische termen.

De resultaten werden gedeeld tijdens de 241e bijeenkomst Amerikaanse Astronomische Vereniging Deze week gehouden in Seattle en maandag gepubliceerd in de Astrofysische dagboekbrieven.

De afstand tussen zwarte gaten ligt “vrij dicht bij de limiet die we kunnen detecteren, daarom is dit zo opwindend”, zei co-auteur Chiara Mingarelli, een associate research scientist bij het Center for Computational Astrophysics in New York City. , in de huidige situatie.

Samensmeltingen van sterrenstelsels komen vaker voor in het verre heelal, waardoor ze moeilijk te zien zijn met telescopen op de grond. Maar ALMA’s gevoeligheid was in staat om hun actieve galactische kernen waar te nemen — de heldere, compacte gebieden in sterrenstelsels waar materie om zwarte gaten draait. Astronomen waren verrast toen ze, in plaats van een enkel zwart gat, een binair paar zwarte gaten vonden die zich voedden met gas en stof van galactische fusies.

“Onze studie heeft een van de paren van zwarte gaten geïdentificeerd die het dichtst bij fusies van sterrenstelsels liggen, en omdat we weten dat fusies van sterrenstelsels vaker voorkomen in het verre universum, kunnen deze dubbelsterren van zwarte gaten ook vaker voorkomen dan eerder werd gedacht,” hoofdonderzoeksauteur Michael Koss, senior onderzoeker aan het Eureka Institute for Scientific Research in Oakland, Californië, in een verklaring.

“Wat we zojuist hebben bestudeerd, is een bron die zich in de allerlaatste fase van de botsing bevindt, dus wat we zien, is een voorafschaduwing van deze fusie en geeft ons ook inzicht in de relatie tussen zwarte gaten die samensmelten, groeien en uiteindelijk zwaartekrachtgolven produceren.” zei Koss. .

Als paren zwarte gaten – evenals het samensmelten van sterrenstelsels die tot hun creatie hebben geleid – vaker voorkomen in het universum dan eerder werd gedacht, kan dit implicaties hebben voor toekomstig onderzoek naar zwaartekrachtgolven. Zwaartekrachtsgolven, of rimpelingen in de ruimte-tijd, ontstaan ​​wanneer zwarte gaten botsen.

Het zou een paar honderd miljoen jaar duren voordat dit specifieke paar zwarte gaten zou botsen, maar de inzichten die uit deze waarneming zijn verkregen, kunnen wetenschappers helpen beter in te schatten hoeveel paren zwarte gaten in het universum bijna met elkaar in botsing komen.

Studie co-auteur Ezequiel Traister, een astronoom aan de Universidad Católica de Chile in Santiago, Chili, zei in een verklaring. “Als dit het geval is, zullen we in de nabije toekomst herhaalde zwaartekrachtgolfgebeurtenissen zien die worden gegenereerd door de samensmelting van deze objecten in het universum.”

Ruimtetelescopen zoals Hubble en de Chandra X-ray Observatory en telescopen op de grond zoals de Very Large Telescope van de European Southern Observatory, ook in de Atacama-woestijn, en de WM Keck Telescope op Hawaï hebben UGC 4211 ook waargenomen door verschillende golflengten van licht om een ​​meer gedetailleerd overzicht en onderscheid van zwarte gaten te geven.

“Elke golflengte vertelt een ander deel van het verhaal,” zei Traister. “Al deze gegevens samen hebben ons een duidelijker beeld gegeven van hoe sterrenstelsels zoals het onze zijn geworden wat ze zijn en wat ze in de toekomst zullen worden.”

Meer inzicht in de laatste stadia van het samensmelten van sterrenstelsels zou meer inzicht kunnen geven in wat er zal gebeuren als ons Melkwegstelsel over ongeveer 4,5 miljard jaar in botsing komt met het Andromedastelsel.