Co to znaczy „blisko” w skali kosmicznej? Supermasywne czarne dziury, o których można przeczytać w czasopiśmie naukowym „The Astrophysical Journal Letters”, dzieli 750 lat świetlnych. To bardzo niewiele – przynajmniej jeśli chodzi o możliwości urządzeń, z pomocą których wyznaczamy dystans dzielący takie obiekty znajdujące się w innych galaktykach.
Odległość między nimi „jest bliska granicy tego, co jesteśmy w stanie zmierzyć, i dlatego odkrycie to jest takie ekscytujące” – komentuje Chiara Mingarelli, jedna z autorek pracy.
Obie supermasywne czarne dziury są naprawdę potężne. Masa jednej wynosi aż 200 mln mas Słońca. Druga jest 125 mln razy cięższa niż nasza gwiazda. Dla porównania – masa Sagittariusa A* – czyli supermasywnej czarnej dziury znajdującej się w środku naszej Galaktyki – wynosi ok. 4 mln mas Słońca.
Gdzie znajdują się supermasywne czarne dziury?
Naukowcy wypatrzyli te dwa giganty w szczególnym miejscu. W galaktyce, która powstała z połączenia dwóch innych galaktyk, nazwanej UGC 4211. Galaktyki zderzyły się bardzo daleko od Ziemi – aż 480 mln lat świetlnych. W ich środku, tak jak w Drodze Mlecznej, znajdowały się supermasywne czarne dziury.
Przyciągały całą otaczającą je materię – gazy, pyły, gwiazdy – a także inne, mniejsze czarne dziury. W ten sposób osiągnęły tak ogromne rozmiary. Nie udało się ich zaobserwować bezpośrednio. Jednak obie otaczały ogromne i bardzo jasne skupiska gwiazd i rozgrzanej materii, które dało się wykryć.
Kiedy macierzyste galaktyki zderzyły się ze sobą, czarne dziury zaczęły się przyciągać. Co się dalej z nimi stanie? Zaczną kręcić się wokół siebie, a ich orbity będą się skracać. Będą emitować fale grawitacyjne – czyli „zmarszczki” czasoprzestrzeni – silniejsze od tych, jakie kiedykolwiek zmierzono. Aż w końcu połączą się, tworząc jedną gargantuiczną czarną dziurę.
Jak odkryto supermasywne czarne dziury?
Wykrycie dwóch czarnych dziur znajdujących się jednocześnie blisko siebie i bardzo daleko od Ziemi było trudne. Wymagało użycia aż siedmiu teleskopów, zarówno na Ziemi, jak i na orbicie. Wcześniej, obserwując łączące się galaktyki, naukowcy wykrywali w nich tylko jedną supermasywną czarną dziurę. Używając jednego teleskopu trudno było bowiem definitywnie stwierdzić, co znajduje się w centrum badanego obszaru.
Tym razem badacze przeprowadzili aż dwanaście obserwacji. I dopiero przeanalizowanie danych uzyskanych ze wszystkich przesądziło, że w odległej galaktyce znajdują się aż dwa giganty znacznie większe od Sagittariusa A*.
Ile jest par supermasywnych dziur we Wszechświecie?
Naukowcy uważają, że takich par jak odkryta 480 mln lat świetlnych od Ziemi, może być w całym kosmosie całkiem sporo. To one są prawdopodobnie źródłem najsilniejszych rozchodzących się po Wszechświecie fal grawitacyjnych.
To wskazuje, że odkrycie jest bardzo istotne dla rozwijającej się właśnie astronomii fal grawitacyjnych. Jeśli supermasywne czarne dziury również w przeszłości często łączyły się ze sobą, takie zdarzenia mogły wzmocnić tzw. tło fal grawitacyjnych. To hipotetyczny relikt pozostały po dawnych falach grawitacyjnych, podobny do mikrofalowego promieniowania tła.
Naukowcy starają się usilnie zarejestrować tło fal grawitacyjnych. Może ono dostarczyć nam informacji o Wszechświecie jeszcze starszych niż te, których źródłem jest mikrofalowe promieniowanie tła.
Źródła: EurekAlert, The Astrophysical Journal Letters.
