Astronomi so v grozdu Abell 85 opazili 40 milijard črno luknjo sončne mase. Našli so behemota s pomočjo spektralnih opazovanj z zelo velikim teleskopom (VLT.) Za črne luknje je le nekaj neposrednih meritev mase in na približno 700 milijonov svetlobnih let od Zemlje je to najbolj oddaljeno.
Znotraj grozdja Abell 85 leži Holm 15A, najsvetlejša galaksija galaksij (BCG.), Kar pomeni, da je to najsvetlejša galaksija v grozdu Abell 85. Središče Holma 15A je razpršeno in zelo šibko, čeprav je sama galaksija zelo svetleča in ima vidno maso zvezd v skupni vrednosti dva trilijona sončnih mas. To navidezno neskladje je ujelo oči raziskovalcev z Inštituta Max Planck za nezemeljsko fiziko (MPE) in Univerzitetnega observatorija v Münchnu (USM).
Novo raziskavo je vodil znanstvenik MPE Jens Thomas. Razpršena osrednja regija v Holmu 15A je skoraj tako velika kot Veliki magellanski oblak, Thomas in drugi astronomi pa so mislili, da je to namig, da je prisotna izjemno masivna črna luknja. Skupina je uporabila podatke iz spektrometra MUSE na VLT in USM Wendelstein Observatory za preučevanje tega obsežnega difuznega območja.
V izjavi za javnost je Thomas dejal: "Obstaja le nekaj deset neposrednih masnih meritev supermasivne črne luknje in še nikoli prej ni bilo poskuse na takšni razdalji. Toda že smo imeli neko predstavo o velikosti Črne luknje v tej določeni galaksiji, zato smo jo preizkusili. "
Podatki iz obeh teleskopov so ekipi omogočili oceno mase, ki temelji neposredno na zvezdalih gibih okoli jedra galaksije. Ko so bili podatki na voljo, je bila razkrita 40 milijard sončne mase supermasivna črna luknja, s čimer je postala najbolj množična črna luknja v znanem vesolju.
"To je nekajkrat večje od pričakovanj pri posrednih meritvah, kot sta zvezdna masa ali hitrostna disperzija zvezd," je dejal Roberto Saglia, višji znanstvenik na MPE in predavatelj na LMU.
Središče Holma 15A ima zelo nizko in razpršeno površinsko svetlost. Veliko bolj šibki kot v drugih eliptičnih galaksijah. To je namig, da so bile mnoge zvezde izgnane iz središča med združitvami, ki so ustvarile ta behemoth. Doktorski študent LMU Kianusch Mehrgan je pomagal analizirati nekatere podatke v tej študiji. V istem tiskovnem zapisu je Mehrgan dejal: "Tudi svetlobni profil v notranjem jedru je zelo plosko. To pomeni, da je bilo treba večino zvezd v središču izgnati zaradi interakcij v prejšnjih združitvah. "
Holm 15A je Galaxy zgodnjega tipa ali ETG. Po splošno sprejetem mnenju se jedra teh vrst množičnih galaksij oblikujejo zaradi procesa, imenovanega "jedro jedra." Ko se dve galaksiji združita, se tudi njihove črne luknje združijo. Vse te gravitacijske interakcije vplivajo na rogove na zvezde, ki jih izločajo iz jeder. Brez plina v jedru se ne morejo tvoriti nove zvezde, kar vodi do tega izčrpanega tipa jedra.
Pravzaprav svetlobni profil Holma 15A kaže na to, da sta imeli dve eliptični galaksiji, ki sta se združili, izčrpana jedra zaradi predhodnih združitev. Tako osiromašeno, razpršeno, ogromno jedro je bilo namig, da je na sredini ogromna črna luknja.
"Najnovejša generacija računalniških simulacij združitev galaksij nam je dala napovedi, ki se res dobro ujemajo z opaženimi lastnostmi," je dejal Jens Thomas, ki je predstavil tudi dinamične modele. „Te simulacije vključujejo interakcije med zvezdami in binarno črno luknjo, vendar sta ključni sestavini dve eliptični galaksiji, ki že imata izčrpana jedra. To pomeni, da oblika svetlobnega profila in proge zvezd vsebujejo dragocene arheološke podatke o posebnih okoliščinah nastanka jedra v tej galaksiji - pa tudi o drugih zelo množičnih galaksijah. "
Razmerje med svetlobnim profilom in maso črne luknje bi lahko vodilo do boljšega razumevanja črnih lukenj in novega načina merjenja njihove mase.
Večina supermasivnih črnih lukenj je preveč oddaljenih, da bi jih lahko neposredno merili. Toda ta raziskava kaže na novo razmerje med svetlostjo in maso. Vsakič, ko se združijo dve črni luknji, se masa poveča, toda zvezde se izlivajo in galaktično jedro se zatemni ob predpostavki, da primanjkuje plina za nastanek novih zvezd.
Skupina namerava še naprej razvijati svoj model in morda se bo razširila še dlje kot le merjenje mase črnih lukenj. V svojem prispevku pravijo: "Naši rezultati kažejo, da natančna oblika osrednjega svetlobnega profila in podrobnosti porazdelitve zvezdnih orbit v središču vsebujejo dragocene podatke o združitvi zgodovine zelo masivnih galaksij."
Masa večine črnih lukenj se določi z merjenjem gibanja zvezd blizu galaktičnega središča. V zelo oddaljenih galaksijah premikov teh zvezd ni mogoče določiti. Toda to novo razmerje med svetlobo in maso bi lahko bilo osnova za merjenje mase bolj oddaljenih črnih lukenj. Kot navajajo avtorji v svojem prispevku, "V jedrnih galaksijah se mase črnih lukenj gibljejo obratno z osvetlitvijo osrednje zvezdne površine in osrednjo gostoto zvezdne mase - tudi v Holmu 15A. Tu prvič prikazujemo to povezavo. "
Če ta korelacija drži, je morda le vprašanje časa, preden se 40 tisoč milijard črne luknje sončne mase odstrani in namesto nje pride nova, še bolj masivna črna luknja.
Več:
- Sporočilo za javnost: Težka teža v osrčju osrednje galaksije Abell 85
- Raziskovalni članek: 40-milijardni sončni masalni črni barvi v ekstremnem krogu HOLM 15A, CENTRALNA GALAKIJA ABELL 85
- Video vesoljske revije: Supermasivne črne luknje ali njihove galaksije? Kateri je prišel prvi?
