Астрономите обявиха откриването на свръхмасивни двоични черни дупки


Орбитални свръхмасивни черни дупки

Две супермасивни черни дупки орбитират една около друга в двоична система. Те са 10 пъти по-близо една до друга от черните дупки в единствената друга известна супермасивна двоична черна дупка. Кредит: Caltech/R. наранен (IPAC)

Екип от изследователи от университета Пърдю и други институции откри супермасив[{” attribute=””>black hole binary system, one of only two known such systems. The two black holes, which orbit each other, likely weigh the equivalent of 100 million suns each. One of the black holes powers a massive jet that moves outward at nearly the speed of light. The system is so far away that the visible light seen from Earth today was emitted 8.8 billion years ago.

The two are only between 200 AU and 2,000 AU apart, at least 10 times closer than the only other known supermassive binary black hole system. One AU is the distance from the Earth to the sun, which is about 150 million kilometers (93 million miles) or 8.3 light minutes.

The close separation is significant because such systems are expected to merge eventually. That event will release a massive amount of energy in the form of gravitational waves, causing ripples in space in every direction (and oscillations in matter) as the waves pass through.

Finding systems like this is also important for understanding the processes by which galaxies formed and how they ended up with massive black holes at their centers.

Кратко обобщение на методите

Изследователите случайно откриха системата, когато забелязаха повтарящ се синусоидален модел в нейните вариации на излъчването на радио яркост във времето, въз основа на данни, взети след 2008 г. Последващо търсене на исторически данни разкри, че системата също варира по същия начин в края на 70-те години на миналия век до началото на 1980-те години. Този тип вариация е точно това, което изследователите биха очаквали, ако струята емисия от една черна дупка бъде повлияна от ефекта на Доплер поради нейното орбитално движение, докато се люлее около другата черна дупка. Матю Листър от Колежа по наука в университета Пърдю и неговият екип изобразиха системата от 2002 до 2012 г., но радиотелескопът на екипа няма резолюция за разрешаване на отделните черни дупки на толкова голямо разстояние. Неговите данни за изображения поддържат сценария на двоична черна дупка и също така предоставят ъгъла на ориентация на изтичания поток, който е критичен компонент в модела на хартията за вариациите, предизвикани от Доплер.

Две супермасивни черни дупки, обикалящи една около друга

Две супермасивни черни дупки се виждат да обикалят една около друга в цикличната анимация на този художник. По-масивната черна дупка, която е стотици милиони пъти по-голяма от масата на нашето слънце, изстрелва струя, която променя видимата си яркост, докато дуото обикаля един около друг. Астрономите откриха доказателства за този сценарий в квазар, наречен PKS 2131-021, след анализ на 45-годишни радионаблюдения, които показват, че системата периодично затъмнява и изсветлява. Смята се, че наблюдаваният цикличен модел е причинен от орбиталното движение на струята. Кредит: Caltech/R. наранен (IPAC)

Експертиза на професор Purdue

Матю Листър, професор по физика и астрономия в Университетския колеж на науките в Пърдю, специализира изследванията си в следните области: активни галактически ядра, астрофизични струи и удари, квазари и BL Lacertae обекти, теснолинейни галактики Сейферт I, много дълга базова интерферометрия.

За повече информация за това проучване:

Справка: „Неочакваната феноменология на Blazar PKS 2131–021: Уникален кандидат за двоичен супермасивна черна дупка“ от S. O’Neill, S. Kiehlmann, ACS Readhead, MF Aller, RD Blandford, I. Liodakis, ML Lister, P Мроз, CP O’Dea, TJ Pearson, V. Ravi, M. Vallisneri, KA Cleary, MJ Graham, KJB Grainge, MW Hodges, T. Hovatta, A. Lähteenmäki, JW Lamb, TJW Lazio, W. Max-Moerbeck , V. Pavlidou, TA Prince, RA Reeves, M. Tornikoski, P. Vergara de la Parra и JA Zensus, 23 февруари 2022 г., The Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac504b

Финансиране: Подкрепа за програмата MOJAVE включва[{” attribute=””>NASA-Fermi grants 80NSSC19K1579, NNX15AU76G and NNX12A087G.