Tähtitieteilijät ovat huomanneet 40 miljardin aurinkomassan mustan aukon Abell 85 -ryhmässä. He löysivät behemotin käyttämällä spektrihavaintoja erittäin suurella teleskoopilla (VLT.). Siellä on vain muutamia suoria mustan reiän massamittauksia, ja tämä on kaikkein etäisyys noin 700 miljoonan valovuoden päässä Maasta.
Abell 85 -klusterin sisällä on Holm 15A, kirkkain rypälegalaksi (BCG.), Mikä tarkoittaa, että se on Abell 85-klusterin kirkkain galaksi. Holm 15A: n keskusta on haja ja hyvin heikko, vaikka galaksi itsessään on hyvin valoisa ja siinä on näkyvä tähtimassa, joka on yhteensä kaksi triljoonaa aurinkomassaa. Tämä ilmeinen ristiriita kiinnitettiin Max Planckin Maa-alueen fysiikan instituutin (MPE) ja Münchenin yliopiston observatorion (USM) tutkijoiden silmiin.
Uutta tutkimusta johti MPE-tutkija Jens Thomas. Hajakeskeinen keskialue Holm 15A: ssa on melkein yhtä suuri kuin Suuri Magellanic Cloud, ja Thomasin ja muiden tähtitieteilijöiden mielestä tämä oli vihje siitä, että valtavan massiivinen musta aukko oli läsnä. Ryhmä käytti MUSE-spektrometrin tietoja VLT: ltä ja USM Wendelsteinin observatoriosta tutkimaan tätä valtavaa haja-aluetta.
Lehdistötiedotteessa Thomas sanoi: ”Supermassiivisten mustien reikien suoraa massamittausta on vain muutama tusina, eikä koskaan aiemmin ole yritetty niin kaukana. Mutta meillä oli jo jonkinlainen käsitys mustan reiän koosta tässä nimenomaisessa galaksissa, joten yritimme sitä. ”
Molempien kaukoputkien tiedot antoivat joukkueelle mahdollisuuden suorittaa massaarvio, joka perustui suoraan galaksin ytimen ympärillä oleviin tähtien liikkeisiin. Kun tietoja oli, paljastettiin 40 miljardin aurinkomassan supermassiivinen musta reikä, mikä teki siitä massiivisimman mustan aukon tunnetussa maailmankaikkeudessa.
"Tämä on useita kertoja suurempi kuin odotetaan epäsuorien mittausten, kuten tähtimassan tai tähtien nopeuden hajaantumisen perusteella", kertoi MPE: n vanhempi tutkija ja LMU: n luennoitsija Roberto Saglia.
Holm 15A: n keskustassa on erittäin matala hajapintainen vaaleus. Se on paljon himmeämpi kuin muissa elliptisissä galakseissa. Se on vihje siitä, että monet tähdet on karkotettu keskustasta fuusioiden aikana, jotka loivat tämän behemotin. LMU-tohtoriopiskelija Kianusch Mehrgan auttoi analysoimaan joitain tämän tutkimuksen tietoja. Samassa puristimessa Mehrgan sanoi: “Sisäydämen valoprofiili on myös erittäin tasainen. Tämä tarkoittaa sitä, että suurin osa keskustan tähdestä on täytynyt karkottaa aiempien yhdistymisten vuorovaikutuksen vuoksi. "
Holm 15A on varhaisen tyyppinen galaksi tai ETG. Yleisesti hyväksytyssä mielessä tämäntyyppisten massiivisten galaksien ytimet muodostuvat prosessin, jota kutsutaan ”ydinpesuksi”. Kun kaksi galaksia yhdistyvät, myös niiden mustat aukot sulautuvat. Kaikilla noilla painovoimavuorovaikutuksilla on tähtivaikutus, joka heittää ne pois ytimistä. Koska ytimeen ei jää kaasua, uusia tähtiä ei voi muodostua, mikä johtaa tähän tyhjentyneeseen ytintyyppiin.
Itse asiassa Holm 15A: n valoprofiili viittaa siihen, että kahdella elliptisellä galaksilla, jotka sulautuivat, oli jo käytetty loppuun ytimet aikaisemmista fuusioista. Joten se köyhdytetty, hajautettu, valtava ydin oli vihje siitä, että keskellä on valtava musta aukko.
"Uusimman sukupolven galaksien sulautumisten tietokoneiden simulointi antoi meille ennusteita, jotka todellakin vastaavat havaittuja ominaisuuksia melko hyvin", sanoi Jens Thomas, joka toimitti myös dynaamiset mallit. ”Nämä simulaatiot sisältävät vuorovaikutuksen tähtijen ja mustan aukon binaarien välillä, mutta ratkaiseva aineosa on kaksi elliptiset galaksit, joilla on jo ehtyneet ytimet. Tämä tarkoittaa, että valoprofiilin muoto ja tähdet kulkevat arvokasta arkeologista tietoa ytimen muodostumisen erityisolosuhteista tässä galaksissa - kuten myös muissa erittäin massiivisissa galakseissa. "
Kevyt profiilin ja mustan aukon massan välinen suhde voisi johtaa mustien reikien ymmärtämiseen paremmin ja uuteen tapaan mitata niiden massa.
Suurin osa supermassiivisista mustista reikistä on liian kaukana mittaamiseksi suoraan. Mutta tämä tutkimus osoittaa uuden suhteen kirkkauden ja massan välillä. Joka kerta kun kaksi mustaa reikää sulautuvat yhteen, massa kasvaa, mutta tähdet poistuvat ja galaktinen ydin himmenee, olettaen, että kaasu puuttuu uusien tähtiä muodostettaessa.
Ryhmä aikoo kehittää edelleen malliaan, ja se voi ulottua pidemmälle kuin vain mustien reikien massan mittaamiseen. Heidän kirjoituksensa he sanovat: "Tuloksemme viittaavat siihen, että keskimääräisen valoprofiilin tarkka muoto ja yksityiskohdat tähtien kiertoratojen jakautumisesta keskustassa sisältävät arvokasta tietoa erittäin massiivisten galaksien sulautumishistoriasta."
Useimpien mustien reikien massa määritetään mittaamalla tähteiden liike lähellä galaktista keskustaa. Hyvin kaukaisissa galakseissa näiden tähtiä ei voida määrittää. Mutta tämä uusi valon ja massan välinen suhde voisi muodostaa perustan kauempana olevien mustien reikien massan mittaamiselle. Kuten kirjoittajat sanovat paperissaan, ”Ydingalakseissa mustien reikien massat skaalautuvat käänteisesti tähtien keskipinnan kirkkauden ja keskimääräisen tähtimassan tiheyden kanssa - mukaan lukien Holm 15A. Näytämme tämän korrelaation täällä ensimmäistä kertaa. ”
Jos tämä korrelaatio pätee, voi olla vain ajan kysymys, ennen kuin tämä 40 miljardin aurinkomassan musta reikä detrronisoituu, ja uusi, entistä massiivisempi musta aukko tulee paikalleen.
Lisää:
- Lehdistötiedote: Raskas paino Abell 85: n keskusgalaksin sydämessä
- Tutkimuspaperi: 40 MILJOONNEN MUSSAINEN MUSTAAUKA HOLM 15A: N ULKOPUOLESSA, ABELLIN KESKUSGALAXIA 85
- Space Magazine Video: Supermassiiviset mustat reiät tai niiden galaksit? Mikä tuli ensin?
