Astronómovia si všimli čiernu dieru v hmle 40 miliárd slnečných hmôt v zhluku galaxií Abell 85. Bombu našli pomocou spektrálnych pozorovaní pomocou veľmi veľkého ďalekohľadu (VLT.). Existuje len niekoľko priamych meraní hmotnosti čiernych dier a asi 700 miliónov svetelných rokov od Zeme je to najvzdialenejšie.
Vo vnútri klastra Abell 85 leží Holm 15A, najjasnejšia klastrová galaxia (BCG). To znamená, že je to najjasnejšia galaxia v klastri Abell 85. Stred Holm 15A je rozptýlený a veľmi slabý, aj keď samotná galaxia je veľmi svetelná a má viditeľnú hmotu hviezd, ktorá predstavuje dve bilióny slnečných hmôt. Tento zjavný nesúlad upútal pozornosť vedcov na inštitúte Max Planck pre mimozemskú fyziku (MPE) a na univerzitnom observatóriu v Mníchove (USM.).
Nová štúdia bola vedená vedcom MPE Jensom Thomasom. Difúzna stredná oblasť v Holm 15A je takmer rovnako veľká ako Veľký Magellanov mračno a Thomas a ďalší astronómovia sa domnievali, že je to stopa, že bola prítomná obrovská masívna čierna diera. Tím použil údaje zo spektrometra MUSE na VLT a observatóriu USM Wendelstein na štúdium tejto obrovskej rozptýlenej oblasti.
Thomas v tlačovej správe povedal: „Existuje len niekoľko desiatok priamych meraní veľkoobjemových čiernych dier a nikdy predtým sa o takúto vzdialenosť nepokúsil. Ale už sme mali nejakú predstavu o veľkosti Čiernej diery v tejto konkrétnej galaxii, tak sme to vyskúšali. “
Dáta z oboch ďalekohľadov umožnili tímu vykonať odhad hmotnosti založený priamo na hviezdnych pohyboch okolo jadra galaxie. Keď boli údaje, bola odhalená čierna diera s hmotnosťou 40 miliárd slnečných hmôt, čo z nej urobilo najmasívnejšiu čiernu dieru v známom vesmíre.
„Je to niekoľkokrát väčšie, ako sa očakávalo pri nepriamych meraniach, ako je hviezdna masa alebo rozptyl rýchlosti hviezd,“ povedal Roberto Saglia, vedecký pracovník MPE a prednášajúci na LMU.
Centrum Holm 15A má veľmi nízky, rozptýlený povrchový jas. Je to omnoho slabšie ako v iných eliptických galaxiách. To je vodidlo, že mnoho hviezd bolo vylúčených z centra počas fúzií, ktoré vytvorili toto monštrá. Doktorand LMU Kianusch Mehrgan pomohol analyzovať niektoré údaje v tejto štúdii. V rovnakej tlačovej správe Mehrgan povedal: „Svetelný profil vo vnútornom jadre je tiež veľmi plochý. To znamená, že väčšina hviezd v strede musí byť vylúčená z dôvodu interakcií pri predchádzajúcich fúziách. “
Holm 15A je galaxia skorého typu alebo ETG. Podľa všeobecne akceptovaného názoru sa jadrá týchto typov masívnych galaxií tvoria v dôsledku procesu nazývaného „pranie jadier“. Keď sa zlúčia dve galaxie, zlúčia sa aj ich čierne diery. Všetky tieto gravitačné interakcie majú prakový efekt na hviezdy a vylučujú ich z jadier. Ak v jadre nezostal žiadny plyn, nemôžu sa tvoriť žiadne nové hviezdy, čo vedie k tomuto vyčerpanému typu jadra.
Profil svetla pre Holm 15A v skutočnosti naznačuje, že dve eliptické galaxie, ktoré sa zlúčili, už vyčerpali jadrá z predchádzajúcich fúzií. Takže toto vyčerpané, rozptýlené, obrovské jadro bolo stopou, že v strede leží obrovská čierna diera.
"Najnovšia generácia počítačových simulácií fúzií galaxií nám poskytla predpovede, ktoré skutočne dobre zodpovedajú pozorovaným vlastnostiam," uviedol Jens Thomas, ktorý tiež poskytol dynamické modely. „Tieto simulácie zahŕňajú interakcie medzi hviezdami a binárnymi čiernymi dierami, ale rozhodujúcou zložkou sú dve eliptické galaxie, ktoré už majú vyčerpané jadrá. To znamená, že tvar svetelného profilu a trajektórie hviezd obsahujú cenné archeologické informácie o konkrétnych okolnostiach vzniku jadra v tejto galaxii - ako aj ďalšie veľmi masívne galaxie. ““
Vzťah medzi svetelným profilom a hmotnosťou čiernej diery by mohol viesť k lepšiemu porozumeniu čiernych dier a novému spôsobu merania ich hmotnosti.
Väčšina supermasívnych čiernych dier je príliš vzdialená na priame meranie. Tento výskum však poukazuje na nový vzťah medzi jasom a hmotou. Zakaždým, keď sa zlúčia dve čierne diery, hmota sa zvýši, ale hviezdy sa vypustia a galaktické jadro sa stmavne, za predpokladu, že je nedostatok plynu na tvorbu nových hviezd.
Tím má v úmysle ďalej rozvíjať svoj model a môže sa rozšíriť ďalej, než len na meranie množstva čiernych dier. Vo svojich prácach hovoria: „Naše výsledky naznačujú, že presný tvar centrálneho svetelného profilu, ako aj podrobnosti o distribúcii hviezdnych dráh v strede obsahujú cenné informácie o histórii fúzií veľmi masívnych galaxií.“
Hmotnosť väčšiny čiernych dier sa stanoví meraním pohybu hviezd v blízkosti galaktického stredu. Vo veľmi vzdialených galaxiách nie je možné určiť pohyby týchto hviezd. Tento nový vzťah medzi svetlom a hmotou by však mohol byť základom pre meranie hmotnosti vzdialenejších čiernych dier. Ako autori vo svojom článku hovoria: „V jadrových galaxiách sa čierne diery merajú nepriamo s jasom centrálneho hviezdneho povrchu a hustotou centrálnej hviezdnej hmoty - a to aj v Holm 15A. Túto koreláciu tu ukazujeme prvýkrát. “
Ak bude táto korelácia pretrvávať, bude pravdepodobne len otázkou času, ako bude táto čierna diera so 40 miliónmi slnečných hmôt zosadená a na jej miesto nastane nová, ešte mohutnejšia čierna diera.
Viac:
- Tlačová správa: Ťažká váha v centre centrálnej galaxie Abell 85
- Výskumný článok: 40-Biliónová solárna masívna čierna diera v extrémnom jame 15A, CENTRÁLNA GALAXIA ABELL 85
- Video z časopisu Space Magazine: Supermasívne čierne diery alebo ich galaxie? Ktorý prišiel prvý?
