Når galakser kolliderer, kan al slags kaos opstå. Selvom processen tager millioner af år, kan fusionen af to galakser resultere i, at Supermassive Black Holes (SMBHs, der bor i deres centre), smelter sammen og bliver endnu større. Det kan også resultere i, at stjerner sparkes ud af deres galakser, sender dem og endda deres systemer med planeter ud i rummet som ”slyngelstjerner”.
Men ifølge en ny undersøgelse foretaget af et internationalt team af astronomer ser det ud til, at SMBHs i nogle tilfælde også kunne blive kastet ud af deres galakser, efter at en fusion har fundet sted. Ved hjælp af data fra NASAs Chandra X-ray Observatory og andre teleskoper, opdagede teamet, hvad der kunne være et "renegade supermassivt sort hul", der rejser væk fra dens galakse.
Ifølge holdets undersøgelse - der dukkede op i Astrofysisk tidsskrift under titlen A Potential Recoiling Supermassive Black Hole, CXO J101527.2 + 625911 - det renegade sorte hul blev påvist i en afstand af omkring 3,9 milliarder lysår fra Jorden. Det ser ud til at være kommet inden i en elliptisk galakse og indeholder ækvivalent med 160 millioner gange massen af vores Sol.
Holdet fandt dette sorte hul, mens han søgte gennem tusinder af galakser efter bevis for sorte huller, der viste tegn på at være i bevægelse. Dette bestod i at sigtes gennem data, der blev opnået af Chandra røntgenteleskop for lyse røntgenkilder - et fælles træk ved hurtigt voksende SMBH'er - der blev observeret som en del af Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
De kiggede derefter på Hubble-data fra alle disse røntgenstråle lyse galakser for at se, om det ville afsløre to lyse toppe i midten af en hvilken som helst. Disse lyse toppe ville være en klar indikation af, at et par supermassive sorte huller var til stede, eller at et tilbageladende sort hul bevægede sig væk fra centrum af galaksen. Til sidst undersøgte astronomerne SDSS-spektraldataene, som viser, hvordan mængden af optisk lys varierer med bølgelængden.
Fra alt dette fandt forskerne altid, hvad de anså for at være en god kandidat til et renegade sort hul. Ved hjælp af data fra SDSS og Keck-teleskopet på Hawaii bestemte de, at denne kandidat var placeret nær, men synligt udlignet fra midten af dens galakse. De bemærkede også, at den havde en hastighed, der var forskellig fra galaksen - egenskaber, der antydede, at den bevægede sig på egen hånd.
Billedet herunder, som blev genereret fra Hubble-data, viser de to lyse punkter nær galaksen centrum. Mens den til venstre var placeret i centrum, var den til højre (renegaden SMBH) placeret omkring 3.000 lysår væk fra centrum. Mellem røntgen og optiske data pegede alle indikationer på, at det var et sort hul, der blev sparket fra dens galakse.
Med hensyn til hvad der kunne have forårsaget dette, tøvede teamet, at baghullet muligvis var ”genopholt”, da to mindre SMBH'er kolliderede og fusionerede. Denne kollision ville have genereret tyngdekraftsbølger, som derefter kunne have skubbet det sorte hul ud af galakseens centrum. De turdede yderligere, at det sorte hul kan have dannet sig og været i bevægelse ved kollisionen af to mindre sorte huller.
En anden mulig forklaring er, at to SMBH'er er placeret i midten af denne galakse, men en af dem producerer ikke detekterbar stråling - hvilket vil betyde, at den vokser for langsomt. Forskerne foretrækker imidlertid forklaringen om, at det, de observerede, var et renegade sort hul, da det ser ud til at være mere konsistent med beviset. For eksempel viste deres undersøgelse tegn på, at værtsgalaksen oplevede en vis forstyrrelse i dens ydre regioner.
Dette er en mulig indikation af, at fusionen mellem de to galakser fandt sted i den relativt nyere fortid. Da SMBH-fusioner menes at forekomme, når deres værtsgalakser smelter sammen, favoriseres dette forbehold om den forrevne sorte hulteori. Derudover viste dataene, at stjerner i denne galakse dannede sig i en høj hastighed. Dette stemmer overens med computersimuleringer, der forudsiger, at fusionerende galakser oplever en forbedret frekvens af stjernedannelse.
Men selvfølgelig er der behov for yderligere undersøgelser, før der kan nås nogen konklusioner. I mellemtiden er resultaterne sandsynligvis af særlig interesse for astronomer. Ikke kun involverer denne undersøgelse et virkelig sjældent fænomen - en SMBH, der er i bevægelse, snarere end at hvile i midten af en galakse - men de involverede unikke egenskaber kunne hjælpe os med at lære mere om disse sjældne og gåtefulde træk.
For det første kunne undersøgelsen af SMBH'er afsløre mere om hastigheden og retningen for spin af disse gådefulde objekter, før de smelter sammen. Herfra ville astronomer være i stand til bedre at forudsige, hvornår og hvor SMBH'er er ved at fusionere. Undersøgelse af hastigheden ved at genvælge sorte huller kunne også afsløre yderligere oplysninger om tyngdekraftsbølger, som kunne låse yderligere hemmeligheder om rumtidens art.
Og frem for alt er det at se et renegade sort hul en mulighed for at se nogle ret fantastiske kræfter på arbejde. Hvis man antager, at observationer er korrekte, vil der uden tvivl være opfølgningsundersøgelser, der er designet til at se, hvor SMBH rejser, og hvilken effekt det har på det omgivende kosmiske miljø.
Lige siden 1970'erne har forskerne været af den opfattelse, at de fleste galakser har SMBH'er i deres centrum. I årene og årtier, der fulgte, bekræftede forskning tilstedeværelsen af sorte huller, ikke kun i midten af vores galakse - Skytten A * - men i midten af alle næsten alle kendte massive galakser. Disse objekter spænder i masse fra hundreder af tusinder til milliarder af solmasser og har en stærk indflydelse på deres respektive galakser.
Sørg for at nyde denne video, takket være Chandra X-Ray Observatory:
