Hovorte o náročnom susedstve! Ani čierne diery nie sú vítané v galaxii CID-42, ktorá sa nachádza asi 4 miliardy svetelných rokov od Zeme. Tento jav, známy ako spätná čierna diera, sa deje v dôsledku „kopu“ gravitačnej vlny zo zlúčenia dvoch čiernych dier.
Aj keď je táto udalosť pravdepodobne zriedkavá, mohlo by to znamenať, že v obrovských priestoroch medzi galaxiami by mohli byť nezistené obrovské čierne diery.
„Tieto čierne diery by boli pre nás neviditeľné,“ uviedla Laura Blecha z Harvardského centra pre astrofyziku, spoluautorka novej štúdie, „pretože po vyhodení zo svojej domácej galaxie spotrebovali všetok plyn, ktorý ich obklopuje.“
Predchádzajúce pohľady na CID-42 detegovali jasný zdroj röntgenových lúčov pravdepodobne spôsobený prehriatím materiálu okolo jednej alebo viacerých supermasívnych čiernych dier. Astronómovia však nedokázali rozlíšiť, či röntgenové lúče pochádzajú z jedného alebo oboch optických zdrojov, pretože Chandra nebol namierený priamo na CID-42, čím poskytol zdroj röntgenového žiarenia, ktorý bol menej ostrý ako obvykle.
Nové údaje pomáhajú objasniť, že röntgenové lúče pochádzajú iba z jedného zo zdrojov. Tím si myslí, že keď sa zrazili dve galaxie, zrazili sa aj supermasívne čierne diery v strede každej galaxie. Tieto dve čierne diery sa potom zlúčili a vytvorili jedinú čiernu dieru, ktorá sa odrazila od gravitačných vĺn spôsobených zrážkou, čo novo zlúčenej čiernej diere poskytlo dostatočne veľký kop, aby nakoniec mohla uniknúť z galaxie.
"Je ťažké uveriť, že supermasívna čierna diera, ktorá váži milióny krát hmotnosť Slnka, by sa mohla vôbec pohnúť, nehovoriac o vyhodení z galaxie obrovskou rýchlosťou," uviedla Francesca Civano z Harvard-Smithsonianského centra pre astrofyziku (CfA). ), ktorý viedol novú štúdiu. „Tieto nové údaje však podporujú myšlienku, že gravitačné vlny - vlnky v štruktúre vesmíru, ktoré predpovedal Albert Einstein, ale nikdy sa nedetegovali priamo - môžu vyvinúť mimoriadne silnú silu.“
Takmer pred sto rokmi Albert Einstein sformuloval moderný súbor rovníc - všeobecnú relativitu -, ktoré sa používajú na opis gravitácie.
„Einsteinove rovnice sú také zložité, že sme ich dokázali presne vyriešiť len pred niekoľkými rokmi pre relatívne jednoduchý systém dvoch čiernych dier na viazanej obežnej dráhe,“ uviedol spoluautor Avi Loeb z Harvardského centra pre astrofyziku. „Takýto systém sa vytvára prirodzene v dôsledku zlúčenia dvoch galaxií, z ktorých každá má v strede jednu čiernu dieru. Presné riešenie Einsteinových rovníc, získané sofistikovanými počítačovými algoritmami, ukazuje, že tieto dve čierne diery sa zlúčia do jednej čiernej diery, ktorá sa vyhodí do uprednostňovaného smeru ako raketa v dôsledku smerovej emisie gravitačných vĺn, ktoré slúžia ako vystupujúca látka z výfuku rakety. “
Ak sa CID-42 skutočne vytvoril týmto mechanizmom, poskytuje prvú observačnú validáciu Einsteinových rovníc v nepreskúmanom režime dynamicky silnej gravitácie, ktorý je zodpovedný za kopy gravitačných vĺn.
Ďalšie údaje z pozemných Magellanov a veľmi veľkých ďalekohľadov v Čile poskytli spektrum, ktoré naznačovalo, že dva zdroje v CID-42 sa pohybujú od seba rýchlosťou najmenej 5 miliónov kilometrov za hodinu (3 milióny míľ za hodinu).
Existujú dve ďalšie možné vysvetlenia toho, čo sa deje v CID-42. Jednalo by sa o stretnutie medzi tromi superhmotnými čiernymi dierami, čoho výsledkom bude vyvrhnutie najľahšej z nich. Ďalšou myšlienkou je, že CID-42 obsahuje dve superhmotné čierne diery špirálovité k sebe, skôr než jednu, ktorá sa rýchlo pohybuje preč.
Obidve tieto alternatívne vysvetlenia by vyžadovali, aby bola aspoň jedna zo supermasívnych čiernych dier veľmi zatemnená, pretože je pozorovaný iba jeden jasný zdroj röntgenového žiarenia. Chandra dáta teda podporujú myšlienku spätného toku čiernej diery kvôli gravitačným vlnám.
Tieto výsledky sa objavia v časopise The Astrophysical Journal z 10. júna.
Prečítajte si príspevky v tíme:
Chandra Pozorovania CID-42 s vysokým rozlíšením, kandidáta na spätnú väzbu SMBH
Obmedzenia týkajúce sa povahy CID-42: Recoil Kick alebo Supermassive Black Hole Pair?
Zdroj: NASA, Chandra
