Tal om et hårdt kvarter! Selv sorte huller er ikke velkomne i galaksen CID-42, der ligger omkring 4 milliarder lysår væk fra Jorden. Dette fænomen, kendt som et genåbnet sort hul, sker på grund af en "tyngdekraftsbølge" fra fusionen af to sorte huller.
Selvom denne begivenhed sandsynligvis vil være sjælden, kan det betyde, at der kan være kæmpe sorte huller, der strejker uopdaget i de store rum mellem galakser.
"Disse sorte huller ville være usynlige for os," sagde Laura Blecha fra Harvard Center for Astrophysics, medforfatter til en ny undersøgelse, "fordi de har forbrugt al den gas, der omgiver dem, efter at have været kastet ud af deres hjemmegalakse."
Tidligere ser på CID-42 detekteret en lys røntgenkilde sandsynligvis forårsaget af superopvarmet materiale omkring et eller flere supermassive sorte huller. Astronomer kunne imidlertid ikke skelne, om røntgenstrålerne kom fra en eller begge af de optiske kilder, fordi Chandra ikke blev rettet direkte mod CID-42, hvilket gav en røntgenkilde, der var mindre skarp end normalt.
De nye data hjælper med at præcisere, at røntgenstråler kun kom fra en af kilderne. Holdet mener, at når to galakser kolliderede, kolliderede de supermassive sorte huller i midten af hver galakse også. De to sorte huller flettede derefter sammen og dannede et enkelt sort hul, der blev tilbagetrækket fra tyngdepunktsbølger produceret ved kollisionen, hvilket gav det nyligt fusionerede sorte hul et tilstrækkeligt stort spark til, at det til sidst kunne undslippe galaksen.
”Det er svært at tro, at et supermassivt sort hul, der vejer millioner af gange solens masse overhovedet kunne flyttes, hvad så meget mere blev sparket ud af en galakse med enorm hastighed,” sagde Francesca Civano fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA ), der ledede den nye undersøgelse. "Men disse nye data understøtter ideen om, at tyngdekraftsbølger - krusninger i rummet, der først blev forudsagt af Albert Einstein, men aldrig opdaget direkte - kan udøve en ekstremt stærk styrke."
For næsten et århundrede siden formulerede Albert Einstein det moderne sæt ligninger - generel relativitet - der bruges til at beskrive tyngdekraften.
”Einsteins ligninger er så komplicerede, at vi kun var i stand til at løse dem nøjagtigt for et par år siden for et relativt simpelt system af to sorte huller i en bundet bane,” sagde medforfatter Avi Loeb fra Harvard Center for Astrophysics. ”Et sådant system dannes naturligt som et resultat af en fusion mellem to galakser, der hver er vært for et enkelt sort hul i midten. Den nøjagtige løsning på Einsteins ligninger, opnået med sofistikerede computeralgoritmer, viser, at de to sorte huller smelter sammen til et enkelt sort hul, der sparkes i en foretrukken retning som en raket på grund af den retningsgivende udsendelse af tyngdekølvebølger, der tjener som stoffet, der kommer ud fra raketudstødningen. ”
Hvis CID-42 virkelig blev produceret ved hjælp af denne mekanisme, giver den den første observationsvalidering af Einsteins ligninger i det uudforskede regime med dynamisk stærk tyngdekraft, der er ansvarlig for gravitationsbølgeforslag.
Yderligere data fra de jordbaserede Magellan og Very Large Telescopes i Chile leverede et spektrum, der antydede, at de to kilder i CID-42 bevæger sig fra hinanden med en hastighed på mindst 5 millioner kilometer i timen (3 millioner miles i timen).
Der er to andre mulige forklaringer på, hvad der sker i CID-42. Man ville involvere et møde mellem tre supermassive sorte huller, hvilket resulterer i, at den letteste bliver skubbet ud. En anden idé er, at CID-42 indeholder to supermassive sorte huller, der går i spiral mod hinanden, snarere end en, der bevæger sig hurtigt væk.
Begge disse alternative forklaringer ville kræve, at mindst et af de supermassive sorte huller er meget skjult, da kun en lys røntgenkilde observeres. Chandra-dataene understøtter således ideen om, at der sænkes tilbage af et sort hul på grund af tyngdekraften.
Disse resultater vises i 10. juni-udgaven af The Astrophysical Journal.
Læs holdets papirer:
Chandra Højopløsningsobservationer af CID-42, en kandidat, der recoilerer SMBH
Begrænsninger for arten af CID-42: Rekylskud eller supermassivt sort hulpar?
Kilde: NASA, Chandra
