Зіткнення титанів: ці два супермасивні чорні діри збираються зіткнутися

Вчені виявили два надмасивних чорних отворів, замкнуті разом у фінальній, жахливому спіралі. Вони збираються стикатися. І коли вони це роблять, це буде трясти тканину самого простору.

Розчинувшись десятиліттям даних про спостереження радіотелескопа, команда астрономів-каштанів виявила радіоприймач з глибокого неба, на відміну від чого-небудь, коли-небудь спостерігалося раніше. Це була мерехтлива точка світла, блезар дев'ять мільярдів світлових років. Кожні п'ять років воно воскреслив і пригнічується в яскравості в ідеальній синусоїдію, як годинник. Але це не те, що зробило це особливим. Що зробив це особливим, де сигнал розходиться з шаблону. Протягом майже п'ятдесяти років ця точка світла виконувала годинниковий цикл п'ятирічних імпульсів - за винятком двадцяти років, де це не було.

П'ять інших обсерваторій підтвердили обсерваторію Мічиганського університету Радіо Астрономії, Обсерваторія Haystack Mit, Національна радіоастрономічна обсерваторія (NRAO), Мецсядові Радіо обсерваторія в Фінляндії та широкосмугова інфрачервона досліджувана НАСА. Це не було помилки.

Під час об'єднання даних показали, що коливання світла утворюється чіткий і чіткий малюнок, таємниця залишалася. У середині цієї елегантної синусоїдної хвилі є великий коливання, затемнення, що тривав два десятиліття. Коливання не збігалося ніякого відомого астрономічного явища. Що може пояснити цей відхід з візерунка?

"Коли ми зрозуміли, що піки та жолоби кривої світла, виявлені з останніх часів, відповідали пікам та жолобах, що спостерігаються між 1975 і 1983 роками, ми знали щось дуже особливе,", - каже Сандра О'Ніл, веде автор нового дослідження описуючи спостереження астронома. Але його ідентичність прийде з дивного напрямку: не астрофізика, але проста орбітальна динаміка.

Коли чорні отвори стикаються

Галактики часто мають чорні дірки у своїх центрах. Наприклад, наш власний молочний шлях має супермасивну чорну діру під назвою Sagittarius a * у своєму ядрі. Коли чорні дірки очистили свої зоряні околиці, вони невидимі, майже не виявляються. Іноді вони покласти на світло-шоу: квазар є активним ядром галактики, що живиться надмасивною чорною дірою та висвітлюється яскраво-гарячим матеріалом, що падає з його аккреційного диска. Деякі квазари витягують струмінь плазми або сирого нейтронів - коли їх пучка точка прямо на Землі, ми називаємо їх блозарами.

Є внутрішні явища, які можуть спричинити зміну Блазара, але жоден з них не був матчем. Але вивчення співавтора Роджера Бландфорд мав іншу ідею. Він запропонував набагато простіше пояснення: замість внутрішнього явища, це була орбітальна динаміка. Коливання зумовлювали сенс, якщо точка світла не була однією сутністю, а дві галактики, збираючись зіткнутися. Один мав "регулярну" надмірну чорну діру в його ядрі; інший, блезар. Замість того, щоб бути вказаним мертвим у нас вздовж нашої лінії зору, струмінь Блазара був, мабуть, п'ять градусів поза осі. Як чорна діра та блізар батіг навколо свого загального гравітаційного центру, блезар рухається по колу. Як ліхтарик, іноді це в наших очах більше, ніж інші.

"Ми знали, що ця прекрасна синусова хвиля повинна була розповідати нам щось важливе про систему", - сказав проект наставника Тоні Readhead. "Модель Роджера показує нам, що це просто орбітальний рух, який це робить. Перед тим, як Роджер він працював, ніхто не з'ясував, що бінарний з релятивістським струменем має світлову криву, яка виглядала так. "

Малювання хвиль

Коли дві галактики зливаються, супермасивні чорні дірки на їх центрах, як правило, "занурюються" до гравітаційного центру нової, комбінованої галактики. Як чорні дірки спіралі через один одного, їх величезні маси турбують простір і час, що ногами гравітаційні хвилі. Врешті-решт, чорні дірки стикаються. Коли вони це роблять, вони кожен вносять свою вже розумну масу, створюючи жахливу нову чорну діру в новій ядрі Галактики. Якщо цей Blazar дійсно має супутника, наступний крок - спробувати виявити іншу супермасивну чорну діру, використовуючи гравітаційні хвилі.

Ліго Національний науковий фонд (лазерний інтерферометр гравітаційно-хвильової обсерваторії), спільно керований Caltech та MIT, може виявити гравітаційні хвилі, створені, зіткненням чорних отворів, можливо, кілька десятків сонячних мас. Коли ми виявили гравітаційні хвилі вперше, ліго сприяло проекту. Але Ліго не бачить цього зіткнення - просто через величезну масу цих небесних бегемот. Супермасивні чорні дірки в центрах галактик мають мільйони до мільярдів разів масою нашого Сонця. Ці величезні зіткнення видають нижчі частоти гравітаційних хвиль, ніж Ligo можуть виявити. Однак майбутній лазерний інтерферометр космічної антени (Lisa) місія виявить злиття чорних отворів у діапазоні від тисячі до десяти мільйонів сонячних мас.

Читати далі

Нове зображення супермасивної чорної діри показує закручені магнітні поля

Телескоп горизонту події дав нам знаковий образ 2019 року чорної діри, перший коли-небудь вироблений. Тепер команда провела нові спостереження над магістральною чорною дірою в центрі галактики M87, виявляючи лінії магнітного поля навколо порожнечі.