Hledáme chybějící obří černou díru

Ilustrace černé díry.Autor obrázku: Aurore Simonnet a Goddardovo vesmírné letové středisko NASA

  • Astronomové hledají známky superhmoty Černá díra V kupě galaxií Abell 2261.
  • Téměř všechny velké galaxie obsahují centrální černou díru a očekává se, že centrální galaxie Abel 2261 bude obsahovat obzvláště velkou galaxii.
  • Vědci se domnívají, že tato galaxie v minulosti splynula s jinou galaxií, což může způsobit vystřelení nově vytvořených větších černých děr.
  • Navzdory pečlivému vyhledávání pomocí Chandry a dalších dalekohledů astronomové stále nevědí, co se stalo s touto obrovskou černou dírou.

Záhada kolem místa pobytu supermasivní černé díry se prohloubila.

Hledejte NASAChandra X-ray Observatory a Hubbleův vesmírný dalekohled„Astronomové nemají žádné důkazy o tom, že lze najít vzdálenou černou díru, a odhaduje se, že její hmotnost je 3 až 100 miliardkrát větší než hmotnost Slunce.

Chybějící černá díra by měla být umístěna v obrovské galaxii ve středu kupy galaxií Abell 2261, což je asi 2,7 miliardy světelných let od Země. Kompozitní snímek Abell 2261 obsahuje optická data z dalekohledů Hubble a Subaru, zobrazující hvězdokupy a galaxie v pozadí, a rentgenová data Chandra ukazující horký plyn (růžový) v celé kupě. Střed obrázku ukazuje velkou eliptickou galaxii ve středu kupy.

Ve středu téměř každé velké galaxie ve vesmíru je supermasivní černá díra, jejíž hmotnost je miliónkrát nebo miliardkrát větší než slunce. Jelikož hmotnost centrální černé díry je obvykle stejná jako hmotnost samotné galaxie, astronomové očekávají, že galaxie ve středu Abel 2261 bude obsahovat supermasivní černou díru, jejíž hmotnost je srovnatelná s hmotou některých z největších známých černých děr ve vesmíru.

Optický infračervený rentgenový kompozit Abell 2261

Tento snímek Abell 2261 obsahuje rentgenová data z Chandry, která ukazují horký plyn v celé kupě, a optická data z dalekohledů Hubble a Subaru, které ukazují kupu a galaxie v pozadí. Astronomové používají tyto dalekohledy k hledání galaxií ve středu obrazu a hledají důkazy o černé díře, jejíž hmotnost se odhaduje na 3 až 100 miliardkrát vyšší než slunce. Po této černé díře není ani stopy, což prohlubuje tajemství o tom, co se děje v systému. Uznání: X-ray: NASA / CXC / University of Michigan / K. Gutkin Optics: NASA / STScI a NAOJ / Subaru; Infračervené: NSF / NOAO / KPNO

S využitím dat získaných Chandrou v letech 1999 a 2004 astronomové hledali známky supermasivních černých děr ve středu velké centrální galaxie Abell 2261. Hledali materiál, který se přehřál, když spadl k černé díře a produkoval rentgenové záření, ale žádný takový zdroj nebyl nalezen.

Nyní, s pořízením nových a delších pozorování Chandry v roce 2018, tým vedený Kayhan Gultekin z University of Michigan v Ann Arbor aktualizoval černou díru ve středu galaxie. Hloubkové vyhledávání. Zvažovali také další vysvětlení, ve kterém je černá díra vyhozena ze středu hostitelské galaxie. Tato násilná událost může být způsobena sloučením dvou galaxií za vzniku pozorované galaxie a centrální černá díra v každé galaxii se spojí a vytvoří obrovskou černou díru.

Když se černé díry spojí, budou vytvářet zvlnění v prostoru a čase, tzv Gravitační vlny. Pokud je velké množství gravitačních vln generovaných takovou událostí silnější v jednom směru než ve druhém, teorie předpovídá, že nové a ještě masivnější černé díry budou vysílány v opačném směru od středu Mléčné dráhy. Tomu se říká zpětná rázová černá díra.

Astronomové nenašli definitivní důkazy o zpětných rázech černých děr, ani nevědí, zda jsou supermasivní černé díry dostatečně blízko u sebe, aby generovaly gravitační vlny a splynuly. Astronomové zatím pouze potvrdili sloučení mnohem menších černých děr. Detekce zpětných rázů supermasivních černých děr přiměje vědce, kteří používají a vyvíjejí pozorovací stanice, směle hledat gravitační vlny, které splývají se supermasivními černými dírami.

Galaxie ve středu Abell 2261 je vynikající hvězdokupou pro hledání zpětných rázů černých děr, protože existují dva nepřímé signály, že dvě velké černé díry mohly splynout. Nejprve optická pozorovací data z Hubbla a Subaru odhalila galaktické jádro, tj. Centrální oblast, kde je počet hvězd v Mléčné dráze v dané galaktické ploše roven nebo blízko maximu, které je mnohem větší, než se očekávalo. Galaxie své velikosti. Druhým znamením je, že nejhustší hvězdokupa v Mléčné dráze je vzdálena více než 2 000 světelných let od centra Mléčné dráhy, která je velmi daleko.

Tyto rysy byly původně objeveny Marcem Postmanem z Space Telescope Science Institute (STScI) a jeho spolupracovníky v jejich dřívějších snímkách z Hubbla a Subaru a přiměli je, aby navrhli v Abell 2261 Myšlenka sloučení černých děr. V každé galaxii klesá ke středu nově sloučené galaxie. Pokud jsou navzájem gravitačně svázáni a jejich dráhy se začnou zmenšovat, bude černá díra interagovat s okolními hvězdami a vysune je ze středu Mléčné dráhy. To může vysvětlit jádro Abell 2261. Excentrická koncentrace hvězd může být také způsobena násilnými událostmi, jako je sloučení dvou supermasivních černých děr a následné sloučení zpětného rázu jedné větší černé díry.

I když existují náznaky sloučení černé díry, data Chandry a Hubbla nevykazují žádné důkazy o samotných černých dírách. Gultekin, vedený Sarah Burke-Spolaorovou ze Západní Virginie University, a většina jeho spoluautorů již dříve pomocí HST hledali možné černé díry zpětného rázu Shluk hvězd. Studovali tři shluky poblíž středu Mléčné dráhy a to, zda je pohyb hvězd v těchto shlucích dostatečně vysoký, že naznačují černou díru o hmotnosti desítek miliard slunce. Ve dvou hvězdokupách nebyly nalezeny žádné zjevné důkazy o černé díře a hvězdy v druhé hvězdokupě byly příliš slabé na to, aby bylo možné vyvodit užitečné závěry.

K studiu pozorování Abell 2261 také použili velmi velké pole NSF Karla G. Janského. Radiové emise detekované poblíž středu Mléčné dráhy ukazují, že zde před 50 miliony let došlo k aktivitě černé díry ve velkém měřítku, ale to neznamená, že střed Mléčné dráhy v současné době takové černé díry obsahuje.

Optické rádio Abell 2261

Zdroj obrázku: NASA / CXC, NASA / STScI, NAOJ / Subaru, NSF / NRAO / VLA

Potom se obrátili k Chandře, aby hledali hmotu, která se přehřála a vytvořila rentgenové záření, když rentgenové paprsky spadly do černé díry. Ačkoli data Chandry ukazují, že nejhustší teplo není ve středu Mléčné dráhy, neodhalily žádné možné rentgenové charakteristiky rostoucího supermasivního zdroje černé díry – ve středu hvězdokupy nebyl nalezen žádný rentgenový paprsek , Nebo v jakékoli hvězdokupě nebo v místě radiového vyzařování.

Autoři dospěli k závěru, že na žádném z těchto míst není černá díra nebo že materiál táhne příliš pomalu, aby vytvořil detekovatelný rentgenový signál.

Proto tajemství umístění této obrovské černé díry pokračuje. Přestože hledání nebylo úspěšné, stále existuje naděje, že astronomové tuto supermasivní černou díru v budoucnu najdou. Jakmile začal, Vesmírný dalekohled Jamese Webba Může odhalit existenci supermasivní černé díry ve středu galaxie Mléčné dráhy nebo v jedné z hvězdokup. Pokud Weber nemůže najít černou díru, pak je nejlepším vysvětlením to, že černá díra zcela ustoupila do středu Mléčné dráhy.

Článek popisující tyto výsledky byl publikován v časopise Journal of the American Astronomical Society. Gultekinovou spoluautorkou je Sarah Burke-Spolaor. Tod R. Lauer (National Optical Infrared Astronomy Research Laboratory v Tucsonu v Arizoně); T. Joseph W. Lazio a Leonidas A. Moustakas (California Institute of Technology, Jet Propulsion Laboratory v Pasadeně v Kalifornii); Patrick Ogle a Marc Postman (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland).

Odkaz: „Kendra · Art 2261 Chandra pozorování nejjasnější klastru syndikovaného, ​​což je zpětný ráz kandidátského hostitele černé díry“, autor: Kay Kim Han Gu Erte, Sarah Burke Crespo Lal , Todd R. Lauer, T. Joseph Lazio, Leonidas Mustacas, Patrick Ogle a Mark Postman, 5. ledna 2021 Astrofyzikální deník.
DOI: 10,3847 / 1538-4357 / abc483

Centrum Marshal Space Flight NASA řídí program Chandra. Chandra X-ray Center of the Smithsonian Astrophysics Observatory control science in Cambridge, Massachusetts, and flight operations in Burlington, Massachusetts.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Kampaň NASA SnowEx kopání hluboko v roce 2021

Měření sněhu se může zdát jednoduché, ale každé prostředí představuje pro přístroje jedinečné výzvy. Například sněžení v lesích se zachytává na větvích nebo...

Agresivní tržní model vývoje energie z jaderné syntézy

Koncept ARC Fusion Pilot Plant byl vyvinut na MIT, aby demonstroval potenciál vysokoteplotních supravodivých magnetů pro nastavení hodnoty rychlosti fúzní energie և. Půjčka:...

LSD může nabídnout udržitelnou léčbu úzkosti a jiných duševních poruch

McGill studoval krok v porozumění mechanismu vlivu psychedelik na mozek a potenciálu pro terapeutické použití. Vědci z McGill University poprvé objevili jeden z možných mechanismů,...

Nenechte si ujít příští úplněk – sníh, bouře a hladový měsíc

Uznání: NASA / Bill Dunford Příští úplněk je měsíc se sněhem, bouří a hladem; měsíc během svátků svátku Puim; festival čínských luceren; Magha Purnima a...

Chytré tetování OLED. Inženýři vytvářejí tetování vyzařující světlo

OLED tetovací zařízení. Půjčka Barsotti - italský technologický institut Vědci z UCL և IIT -Istituto Italiano di Tecnologia (Italský technologický institut) vytvořili dočasné...

Newsletter

Subscribe to stay updated.