science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Nauwe galactische ontmoeting laat bijna naakt superzwaar zwart gat achter

Artist's opvatting over hoe het "bijna naakte" superzware zwarte gat is ontstaan. Krediet:Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.

Astronomen die de superscherpe radiovisie van de Very Long Baseline Array (VLBA) van de National Science Foundation gebruiken, hebben de versnipperde overblijfselen gevonden van een sterrenstelsel dat door een groter sterrenstelsel ging, waardoor alleen het bijna naakte superzware zwarte gat van het kleinere sterrenstelsel tevoorschijn komt en met meer dan 2 wegsnelt, 000 mijl per seconde.

De sterrenstelsels maken deel uit van een cluster van sterrenstelsels op meer dan 2 miljard lichtjaar van de aarde. De nabije ontmoeting, miljoenen jaren geleden, het kleinere sterrenstelsel van bijna al zijn sterren en gas ontdaan. Wat overblijft is het zwarte gat en een klein galactisch overblijfsel van slechts ongeveer 3, 000 lichtjaar in doorsnede. Ter vergelijking, ons Melkwegstelsel is ongeveer 100, 000 lichtjaar in doorsnede.

De ontdekking werd gedaan als onderdeel van een programma om superzware zwarte gaten te detecteren. miljoenen of miljarden keren massiever dan de zon, die zich niet in de centra van sterrenstelsels bevinden. Superzware zwarte gaten bevinden zich in de centra van de meeste sterrenstelsels. Men denkt dat grote sterrenstelsels groeien door kleinere metgezellen te verslinden. In dergelijke gevallen, de zwarte gaten van beide zullen naar verwachting om elkaar heen draaien, uiteindelijk fuseren.

"We waren op zoek naar paren superzware zwarte gaten in een baan, met één offset van het centrum van een melkwegstelsel, als veelbetekenend bewijs van een eerdere fusie van sterrenstelsels, " zei James Condon, van het National Radio Astronomy Observatory. "In plaats daarvan, we vonden dat dit zwarte gat vluchtte uit de grotere melkweg en een spoor van puin achterliet, " hij voegde toe.

"Zoiets hebben we nog niet eerder gezien, ' zei Condon.

De astronomen begonnen hun zoektocht door de VLBA te gebruiken om afbeeldingen met een zeer hoge resolutie van meer dan 1 te maken. 200 sterrenstelsels, eerder geïdentificeerd door grootschalige luchtonderzoeken gedaan met infrarood- en radiotelescopen. Hun VLBA-waarnemingen toonden aan dat de superzware zwarte gaten van bijna al deze sterrenstelsels zich in de centra van de sterrenstelsels bevonden.

Echter, een voorwerp, in een cluster van sterrenstelsels genaamd ZwCl 8193, paste niet in dat patroon. Verdere studies toonden aan dat dit object, genaamd B3 1715+425, is een superzwaar zwart gat omgeven door een melkwegstelsel dat veel kleiner en zwakker is dan verwacht. In aanvulling, dit object snelt weg van de kern van een veel groter sterrenstelsel, een spoor van geïoniseerd gas achterlatend.

De wetenschappers kwamen tot de conclusie dat B3 1715+425 het overblijfsel is van een melkwegstelsel dat door het grotere melkwegstelsel is gegaan en waarvan de meeste sterren en gas zijn verwijderd door de ontmoeting - een "bijna naakt" superzwaar zwart gat.

Het te hard rijdende overblijfsel, zeiden de wetenschappers, zal waarschijnlijk meer massa verliezen en ophouden met het vormen van nieuwe sterren.

"Over een miljard jaar of zo, het zal waarschijnlijk onzichtbaar zijn, "Zei Condon. Dat betekent, hij wees erop, dat er nog veel meer van dergelijke objecten over kunnen zijn van eerdere galactische ontmoetingen die astronomen niet kunnen detecteren.

De wetenschappers zullen blijven zoeken, echter. Ze observeren meer objecten, in een langetermijnproject met de VLBA. Omdat hun project niet tijdkritisch is, Condon legde uit, ze gebruiken "vultijd" wanneer de telescoop niet in gebruik is voor andere waarnemingen.

"De gegevens die we van de VLBA krijgen, zijn van zeer hoge kwaliteit. We krijgen de posities van de superzware zwarte gaten met een extreem goede precisie. Onze beperkende factor is de precisie van de melkwegposities die we zien op andere golflengten die we gebruiken ter vergelijking, "Zei Condon. Met nieuwe optische telescopen die in de komende jaren online zullen komen, zoals de Large Synoptic Survey Telescope (LSST), hij zei, ze hebben dan verbeterde afbeeldingen die kunnen worden vergeleken met de VLBA-afbeeldingen. Ze hopen dat ze hierdoor meer objecten zoals B3 1714+425 kunnen ontdekken.

"En misschien ook enkele van de binaire superzware zwarte gaten die we oorspronkelijk zochten, " hij zei.

Condon werkte samen met Jeremy Darling van de Universiteit van Colorado, Yuri Kovalev van het Astro Space Center van het Lebedev Physical Institute in Moskou, en Leonid Petrov van het Astrogeo Center in Falls Church, Virginia. De wetenschappers rapporteren hun bevindingen in de Astrofysisch tijdschrift .

De VLBA, gewijd in 1993, maakt nu deel uit van het Long Baseline Observatory. Het gebruikt tien, Schotelantennes met een diameter van 25 meter, verspreid van Hawaii naar St. Croix in het Caribisch gebied. Het wordt bediend vanuit het Domenici Science Operations Center van de NRAO in Socorro, NM. Alle tien antennes werken samen als een enkele telescoop met het grootste oplossend vermogen dat de astronomie kent. Dit unieke vermogen heeft baanbrekende bijdragen geleverd aan tal van wetenschappelijke gebieden, variërend van aardtektoniek, klimaat onderzoek, en ruimtevaartuignavigatie, naar kosmologie.