Оптичні дані з космічного телескопа Хаббла та опитування цифрового неба Sloan показані рентгенівськими спостереженнями, зібраними космічним телескопом Чандра, кожен із яких демонструє SDSS J084905.51 + 111447.2, що, на думку вчених, є об'єднанням із потрійною чорною дірою.
(Зображення: © X-ray: NASA / CXC / Університет Джорджа Мейсона / Р. Пфайфл та ін .; Оптичний: SDSS та NASA / STScI)
Візьміть три наймасовіші об’єкти у Всесвіті, згладьте їх та навколишні їхні галактики разом, і феєрверк напевно вразить - і, можливо, колись вчені побачать зіткнення.
Цей день ще не зовсім прийшов. Але тепер астрономи наблизилися, помітивши, що може бути настанням такого масштабного злиття: Три галактики, кожна з яких, ймовірно, приховує супермасив Чорна діра в їхньому серці всі перебувають на колізійному курсі, який міг би допомогти вченим зрозуміти, чому Всесвіт виглядає так, як це робиться.
"Оскільки ці системи такі рідкісні, ми насправді не дуже багато знаємо про них як про населення, тому важливо знайти їх більше", - Райан Пфайфл, провідний автор нового дослідження, що описує знахідки та докторант у розповів Space.com з астрономії в університеті Джорджа Мейсона. "Якщо ми зможемо знайти більше, ми можемо вивчити їх як сукупність і сказати:" Добре, загалом це те, що ці системи мають тенденцію поводитись "."
Об'єднання чорних дір може здатися старими новинами, але ця подія - це не що інше, як зіткнення, про яке вчені "почули" через гравітаційні хвилі лише за останні кілька років. Ці сигнали виробляє компанія зіткнення чорних дір що може бути в декілька десятків разів більше маси нашого сонця, як дві краплі без зусиль, що зливаються на дощовій куртці.
Кожен із надмасивні чорні діри Участь у новому дослідженні містить масу сотень мільйонів сонців і оточена цілими галактиками зірок, планет і лун. Їх зіткнення могло б бути як дві бурхливі річки, що пробиваються через греблю і перетворюють ландшафт на повені. Така подія створювала б гравітаційні хвилі, але такої неймовірної довжини, що сучасні детектори просто не можуть їх відчути.
Але саме такі види взаємодій, як вважають астрономи, мають вирішальне значення для перетворення Всесвіту у такий, як він виглядає сьогодні, оброблений загадковою надмасивні чорні діри. "Ніхто насправді не знає, як вони можуть набути такого масштабного досить раннього періоду історії Всесвіту", - розповіла для Space.com Шобіта Сатьяпал, радник і співавтор Pfeifle та астрофізик з університету Джорджа Мейсона. "Один із найбільш переконливих механізмів, де вони можуть швидко рости, - це через ці галактичні злиття".
Отже, дослідники хотіли спробувати помітити таке злиття до того, як воно сталося. Аналітики даних добровольців позначили набір цілей на основі вимірювань інфрачервоного світла як потенційних місць, де стикалися дві зрілі галактики.
"Ми вирішили шукати, як годувати чорні діри, використовуючи методи, які раніше ніколи не використовували, методи, чутливі до затемнення", - сказав Сатьяпал. "Це свого роду новий підхід до пошуку цих чорних дірок, використовуючи інструменти, які традиційно не використовуються в цих пізніх стадіях взаємодії".
Команда, яка стояла за новим дослідженням, зібрала додаткові спостереження за цими місцями, використовуючи Рентгенівська обсерваторія Чандри НАСА. Вчені сподівалися, що додаткові дані виявлять надмасивну чорну діру, що бенкетує речовину та виплює рентгенівські промені в основі кожної галактики в цих парах, що зливаються. Дотримуватися рентгенівських променів важливо, оскільки ці об’єкти розкидані в хмарах пилу та газу, що блокують інші види світла.
Але одна пара, виявилося, такого не було - звідси нове дослідження. Цільова система офіційно відома як SDSS J084905.51 + 111447.2, але давайте точно не називати це. Скорочена версія його назви - SDSS J0849 + 1114; не будемо також називати це. Чи можемо ми просто прозвати це Потрійним? Дуже дякую.
Так чи інакше, Pfeifle долучився до проекту для аналізу проекту Спостереження Чандри Потрійного та інших потенційних об'єднань. Перший раз, коли він переглянув дані "Потрійних", це виглядало так само перспективно, як і інші потенційні дуети. Лише коли він переглянув дані, він зрозумів, що щось інше.
"Коли я щойно подивився на рентгенівський знімок, я насправді не зрозумів, що це три джерела рентгенівських променів лише тому, що я був наївним молодим аспірантом", - сказав Пфайфл. Але потім він додав також оптичні дані про місцевість. "Коли я вишикував це, раптом щось клацнуло, і я сказав:" О, почекай секунду, це щось рибне відбувається "." Результатом було дворічна одержимість визначити, чи справді є три об'єднуються надмасивні галактики чорних дір .
(Трійця також потрапила в поле зору інших дослідників. Окремий колектив вчених також дійшов висновку, що "Трійна", ймовірно, три супермасивні галактики чорних дір, що базуються на деяких перекриттях та деяких унікальних даних. Ці дослідники опублікували їх аналіз на сервер попереднього друку arXiv.org у липні, і відмовився від інтерв'ю на Space.com на той час, оскільки він був під експертним переглядом для публікації. "Вони дійшли аналогічного висновку", - сказав Сатьяпал, який додав, що їхня команда почала писати результати в лютому. "Приємно бачити, що є відповідність.")
Дослідження Pfeifle та Satyapal свідчать про те, що «Трійка» - це три галактики, можливо, стикаються - хоча вони можуть просто пастися один одного, недостатньо близько, щоб зануритися у остаточну спіраль. Якщо це справжнє злиття, вчені не можуть бути впевнені, наскільки далеко може пройти масове зіткнення, хоча від початку до кінця таке злиття, ймовірно, займе близько мільйона років.
На даний момент галактик знаходиться в межах від 11 000 до 23 800 світлових років один від одного. Одне з тріо безумовно ховає в центрі годуючої надмасивної чорної діри; інші два, здається, так само є, але не показують такий же сигнальний сигнал, як перший, вважають дослідники.
Протиінтуїтивно такі системи, як "Трійка", можуть бути більш інформативними, ніж пари, на які команда насправді полювала. Двочастинні злиття можуть повзати вздовж, тривати довше, ніж тривалість життя Всесвіту, але присутність третьої галактики, ймовірно, може підштовхнути зіткнення, судячи з симуляцій, які вчені провели подібні події.
Ці симуляції також підказують, що може стати Троїцею, якщо воно є Галактики колись стикаються. "Була б все-таки галактика, яка була спочатку такою поїздкою", - сказав Сатьяпал. Динаміка зіткнення може перетворити окремі галактики, які, можливо, почалися, як делікатно структуровані сучки зірок, як наш власний Чумацький Шлях, у щось непізнаване.
"Ми вважаємо, що ці злиття вони не просто виростають чорною дірою, але насправді перетворюють дискову галактику в гігантські еліптичні галактики", - сказав Сатьяпал. "У вас просто великий куля зірок з величезною чорною дірою".
Дослідження описано в папір розміщено 7 серпня на сервері переддруку arXiv.org та прийнято до публікації в The Astrophysical Journal.
- Наш рентгенівський Всесвіт: Дивовижні фотографії з рентгенівської обсерваторії Чандра НАСА
- Дивіться рентгенівське сусідство фотографії першої чорної діри в цьому космічному телескопі
- NASA відкриває дивовижні космічні погляди, коли оберваторія рентгенівських променів Чандри 20 років
