Habble Space Telescopen ja Sloan Digital Sky Survey optiset tiedot esitetään Chandra Space Telescopen keräämillä röntgenhavainnoilla, joista kukin näyttää SDSS J084905.51 + 111447.2, jonka tutkijoiden mielestä on kolminkertaisen mustan aukon sulautuma.
(Kuva: © Röntgenkuva: NASA / CXC / George Mason Univ./R. Pfeifle et ai.; Optinen: SDSS & NASA / STScI)
Ota kolme maailmankaikkeuden massiivisinta esinettä, silitä ne ja niitä ympäröivät galaksit yhdessä, ja ilotulitus on varmasti hämmästyttävä - ja ehkä jonain päivänä tutkijat näkevät törmäyksen.
Tuo päivä ei ole vielä tullut aivan vielä. Mutta nyt, tähtitieteilijät ovat tulleet lähelle ja tarkkailevat, mikä voi olla tällaisen massiivisen sulautumisen valmistelu: Kolme galaksia, joista kukin todennäköisesti piilottaa supermassiivisen musta aukko ovat sydämessään kaikki törmäyskurssilla, joka voisi auttaa tutkijoita ymmärtämään miksi maailmankaikkeus näyttää siltä kuin se toimii.
"Koska nämä järjestelmät ovat niin harvinaisia, emme oikeastaan tiedä kovinkaan paljon heistä väestönä, minkä vuoksi on tärkeää löytää lisää niistä", Ryan Pfeifle, tutkimusta kuvaavan uuden tutkimuksen pääkirjailija ja jatko-opiskelija tähtitiede George Mason University, kertoi Space.com. "Jos löydämme lisää, voimme tutkia heitä väestönä ja sanoa:" OK, yleensä nämä järjestelmät yleensä käyttäytyvät. ""
Mustajen reikien yhdistäminen saattaa kuulostaa vanhoilta uutisilta, mutta tämä tapahtuma ei ole kuin törmäys, jonka tutkijat ovat "kuulleet" painovoima-aaltojen kautta vain muutaman viime vuoden aikana. Nämä signaalit tuottaa mustien reikien törmäykset joka voi olla korkeintaan muutama tusina kertaa aurinkojemme massa, kuin kaksi pisaroita, jotka sulautuvat vaivattomasti sadetakkiin.
Jokainen supermassiiviset mustat aukot Uuteen tutkimukseen osallistunut sisältää satojen miljoonien aurinkojen massan ja sitä ympäröivät kokonaiset tähti-, planeetta- ja kuun galaksit. Heidän törmäys olisi kuin kaksi raivoavaa jokea, jotka murtautuvat padon läpi ja muuttavat maisemaa tulvien avulla. Tällainen tapahtuma aiheuttaisi painovoima-aaltoja, mutta niin uskomaton pituus, että nykyaikaiset ilmaisimet eivät yksinkertaisesti pysty havaitsemaan niitä.
Mutta tällaiset vuorovaikutukset ovat tähtitieteilijöiden mielestä ratkaisevan tärkeitä, jotta maailmankaikkeudesta saadaan nykyisen näköinen, salaperäisellä pohjalla supermassiiviset mustat aukot. "Kukaan ei oikeastaan tiedä, kuinka he voivat saada niin massiivisia melko varhaisessa vaiheessa maailmankaikkeuden historiaa", Shobita Satyapal, Pfeiflen neuvonantaja ja avustaja sekä astrofysiikan tekijä George Masonin yliopistossa, kertoi Space.com: lle. "Yksi mielenkiintoisimmista mekanismeista, joissa ne voivat kasvaa nopeasti, on näiden galaksien fuusioiden kautta."
Joten tutkijat halusivat yrittää havaita tällaisen sulautumisen ennen kuin se tapahtui. Vapaaehtoiset data-analyytikot olivat ilmoittaneet kokoelman kohteita, jotka perustuvat infrapunavalon mittauksiin, potentiaalisiksi paikoiksi, joissa kaksi kypsää galaksia törmäsi.
"Päätimme etsiä mustien reikien ruokintaa tekniikoilla, joita ei koskaan ollut käytetty, tekniikoita, jotka olivat herkkiä peittämiselle", Satyapal sanoi. "Se on eräänlainen uusi lähestymistapa etsiä näitä mustien aukkojen syöttämistä työkaluilla, joita ei perinteisesti ole käytetty näissä myöhäisen vaiheen vuorovaikutuksissa."
Uuden tutkimuksen takana oleva ryhmä keräsi lisähavaintoja näistä paikoista käyttämällä NASA: n Chandran röntgenkeskus. Tutkijat toivoivat, että lisätiedot paljastaisivat supermassiivisen mustan aukon, joka ravitsee ainetta ja sylkee röntgensäteet kunkin galaksin ytimessä näissä yhdistyvissä pareissa. Röntgensäteisiin kohdistaminen on tärkeää, koska näitä esineitä höyrytetään pöly- ja kaasupilvissä, jotka estävät muun tyyppistä valoa.
Mutta yksi pari, osoittautui, ei ollut sellainen asia - siksi uusi tutkimus. Kohdennettu järjestelmä tunnetaan virallisesti nimellä SDSS J084905.51 + 111447.2, mutta emme ehdottomasti kutsu sitä. Nimen lyhennetty versio on SDSS J0849 + 1114; älkäämme myöskään kutsuko sitä. Voimmeko lempinimellä sen vain kolminkertaiseksi? Kiitos paljon.
Joka tapauksessa Pfeifle liittyi projektiin analysoidakseen Chandran havainnot kolminkertaisesta ja muista mahdollisista fuusioista. Ensimmäisen kerran katseltuaan kolminkertaista tietoa, se näytti yhtä lupaavalta kuin muut mahdolliset duot. Vasta kun hän tarkisti tiedot uudelleen, hän huomasi, että jokin oli erilainen.
"Kun olin juuri katsellut röntgenkuvaa, en ollut oikeasti tajunnut, että ne olivat kolme röntgenlähdettä vain siksi, että olin naiivi nuori jatko-opiskelija", Pfeifle sanoi. Mutta sitten hän lisäsi optista tietoa myös alueesta. "Kun sovitin sen, asiat napsahtivat yhtäkkiä ja sanoin:" Odota hetki, siellä tapahtuu jotain hämärää. "" Tuloksena oli kahden vuoden pakkomielle sen määrittämiseksi, onko todella olemassa kolme sulautuvaa supermassiivista mustan aukon galaksia. .
(Kolminkertainen on saanut huomion myös muiden tutkijoiden silmiin. Erillinen tutkijaryhmä on myös päätellyt, että kolminkertainen on todennäköisesti kolme törmäävää supermassiivisen mustan aukon galakseja, jotka perustuvat joihinkin päällekkäisiin ja tiettyihin ainutlaatuisiin tietoihin. Nämä tutkijat lähettivät heidän analyysinsa esipainatuspalvelimelle arXiv.org heinäkuussa, ja kieltäytyi haastattelusta Space.com: n kanssa tuolloin, koska sitä tarkistettiin julkaisemista varten. "He saapuivat samanlaiseen johtopäätökseen", Satyapal sanoi ja lisäsi, että heidän ryhmänsä aloitti tulosten kirjoittamisen helmikuussa. "On hienoa nähdä, että siinä on vahvistusta.")
Pfeiflen ja Satyapalin tutkimuksissa väitetään, että kolmoiskerta on ehkä kolme galaksia, vaikka ne voisivat vain törmätä toisiinsa - vaikka ne voisivat vain laiduttaa toisiaan, eivät riittävän lähelle uppoutuakseen lopulliseen spiraaliin. Jos kyse on todellisesta sulautumisesta, tutkijat eivät voi olla varmoja siitä, kuinka pitkälle massiivinen törmäys voi olla, vaikka tällainen sulautuminen kestää alusta loppuun todennäköisesti noin miljoona vuotta.
Tällä hetkellä galaksit ovat välillä 11 000 - 23 800 valovuodet erillään toisistaan. Yksi trioista piilottaa ehdottomasti ruokkivan supermassiivisen mustan aukon keskellä; kaksi muuta näyttävät samoin, mutta eivät osoita samaa merkkivaloa kuin ensimmäinen, tutkijat sanoivat.
Vastoin myönteisesti, Triple-kaltaiset järjestelmät voivat olla informatiivisempia kuin parit, joita joukkue tosiasiallisesti metsästi. Kaksiosaiset sulautumiset voivat indeksoida pitkin, jolloin liittyminen vie kauemmin kuin maailmankaikkeuden elinkaari, mutta kolmannen galaksin läsnäolo näyttää todennäköisesti työntävän törmäyksen pitkin, arvioidessaan simulaatioita, jotka tutkijat ovat suorittaneet tällaisia tapahtumia.
Nämä simulaatiot viittaavat myös siihen, mistä voisi tulla kolmoispuolisko, jos sen galaksit törmäävät jonain päivänä. "Siellä olisi edelleen galaksi, eräänlainen tämä junan hylky alun perin", Satyapal sanoi. Törmäyksen dynamiikka voi vääntää yksittäisiä galakseja, jotka ovat saattaneet alkaa, esimerkiksi oman Linnunradan kaltaisten tähtien hienovaraisesti pyöritettyinä, millekin tuntemattomalle.
"Me ajattelemme, että nämä sulautumiset eivät vain kasvata mustaa reikää, vaan ne todella muuttavat levy-galaktian jättiläisiksi elliptisiksi galakseiksi", Satyapal sanoi. "Sinulla on vain iso tähtipallo, jossa on valtava musta aukko."
Tutkimus on kuvattu paperi lähetetty 7. elokuuta esipainatuspalvelimelle arXiv.org ja hyväksytty julkaisemiseen The Astrophysical Journal -lehdessä.
- Röntgen-universumimme: uskomattomia valokuvia NASA: n Chandra-röntgen observatoriosta
- Katso ensimmäisen aikojen mustan reiän kuvan röntgenkuvauskamera tässä avaruuskauko-ohjauksenäkymässä
- NASA esittelee uskomattomia kosmisia näkymiä, kun Chandran röntgen observatorio kääntyy 20: een
