Tähtitieteilijä Karl Gebhardt ja jatko-opiskelija Jeremy Murphy Austinin Teksasin yliopistossa ovat vuosien ajan metsästyneet mustia reikiä - aineen tiheää pitoisuutta galaksien keskellä. He löysivät mustan aukon, joka painoi 6,7 miljardia kertaa aurinkomme massaa galaksin M87 keskustasta.
Mutta nyt he rikkoivat oman levynsä. Yhdistämällä useiden havaintojen uudet tiedot, he eivät ole löytäneet yhtään vaan kahta supermassiivista mustaa reikää, jotka kukin painavat jopa 10 miljardia aurinkoa.
"Ne vain kasvavat," Gebhardt sanoi.
Mustat reiät on valmistettu erittäin tiheästi pakatusta aineesta. Ne tuottavat niin voimakkaan painovoimakentän, että edes valo ei pääse. Koska niitä ei voida nähdä suoraan, tähtitieteilijät löytävät mustia reikiä piirtämällä tähten kiertoradat näiden jättiläismäisten näkymättömien massojen ympärille. Tähtien kiertoratojen muoto ja koko voivat määrittää mustan aukon massan.
Räjähtävät tähdet, joita kutsutaan supernovoiksi, jättävät taaksepäin usein mustia reikiä, mutta ne painavat vain yhtä paljon kuin yksi tähti. Mustat aukot miljardeja kertoja aurinkoomme massasta on kasvanut niin suureksi. Todennäköisesti tavallinen musta aukko käytti toista, vangitsi valtavan määrän tähtiä ja niiden sisältämän valtavan määrän kaasua tai oli seurauksena kahden galaksin törmäyksestä. Mitä suurempi törmäys, sitä massiivisempi musta reikä on.
Gebhardt ja Murphy ovat löytäneet supermassiiviset mustat aukot kahden galaksin keskipisteessä yli 300 miljoonan valovuoden päässä Maasta. Yksi painoinen 9,7 miljardia aurinkomassasta sijaitsee elliptisessä galaksissa NGC 3842, joka on kirkkain galaksi Leo-galaksiryhmässä, joka on 320 miljoonan valovuoden päässä Leo-tähdistön suunnasta. Toinen on yhtä suuri tai suurempi ja se sijaitsee elliptisessä galaksissa NGC 4889, joka on koomaklusterin kirkkain galaksi noin 336 miljoonan valovuoden päässä maapallosta Kooma Berenices -yhdistelmän suunnassa.
Jokaisella näistä mustista reikistä on tapahtumahorisontti - paluupiste, jossa mikään, edes valo ei pääse painovoimaansa - 200 kertaa suurempi kuin Maan kiertorata (tai viisinkertainen Pluton kiertorata). Se on mielenkiintoista 29 929 600 000 km tai 18 597 391 235 mailia. Tapahtumahorisontin ulkopuolella jokaisella on painovoimavaikutus, joka ulottuu yli 4000 valovuotta joka suuntaan.
Vertailun vuoksi, Linnunradan galaksin keskipisteessä olevan mustan aukon tapahtumahorisontti on vain viidesosa Mercuryn kiertoradasta - noin 11 600 000 km tai 7 207 905 mailia. Nämä supermassiiviset mustat aukot ovat 2500 kertaa massiivisemmat kuin omat.
Gebhardt ja Murphy löysivät supermassiiviset mustat aukot yhdistämällä tietoja useista lähteistä. Gemini- ja Keck-teleskooppien havainnot paljastivat näiden galaksien pienimmät, sisimmät osat, kun taas George- ja Cynthia Mitchell -spektrografista 2,7 metrin mittaisella Harlan J. Smith -teleskoopilla saadut tiedot paljastivat niiden suurimmat, syrjäisimmät alueet.
Kaikkien asettaminen yhteen mustien reikien massan päättämiseksi oli haaste. "Tarvitsimme tietokoneen simulaatioita, jotka mahtuvat niin suuriin mittakaavan muutoksiin", Gebhardt sanoi. "Tämä voidaan tehdä vain supertietokoneella."
Mutta voitto ei lopu näiden massiivisen galaktisen keskuksen löytämiseen. Löytöllä on paljon tärkeämpiä vaikutuksia. Se "kertoo meille jotain perustavaa laatua galaksien muodostumisesta" Gebhardt sanoi.
Nämä mustat aukot voisivat olla aikaisemmin kirkkaiden galaksien, nimeltään kvasareja, tummat jäännökset. Varhainen maailmankaikkeus oli täynnä kvasaareja, joiden joidenkin ajateltiin saavan voiman mustista reikistä, jotka ovat vähintään 10 miljardia aurinkomassoa. Tähtitieteilijät ovat pohtineet, mihin nämä supermassiiviset galaktiset keskukset ovat sittemmin kadonneet.
Gebhardt ja Murphy ovat saattaneet löytää avaimen palapelin ratkaisemiseen. Heidän kaksi supermassiivista mustaa reikää saattavat valaista kuinka mustat reikät ja heidän galaksiansa ovat olleet vuorovaikutuksessa varhaisen maailmankaikkeuden jälkeen. Ne voivat olla puuttuva yhteys muinaisten kvasaarien ja nykyaikaisten supermassiivisten mustien reikien välillä.
Lähde: McDonald Observatory lehdistötiedote.
