Superzware gaten zijn over het algemeen stationaire objecten, zitten in de centra van de meeste sterrenstelsels. Echter, met behulp van gegevens van NASA's Chandra X-ray Observatory en andere telescopen, astronomen hebben onlangs gejaagd op wat een superzwaar zwart gat zou kunnen zijn dat in beweging is.

Dit mogelijke afvallige zwarte gat, die ongeveer 160 miljoen keer de massa van onze zon bevat, bevindt zich in een elliptisch sterrenstelsel op ongeveer 3,9 miljard lichtjaar van de aarde. Astronomen zijn geïnteresseerd in deze bewegende superzware zwarte gaten omdat ze meer kunnen onthullen over de eigenschappen van deze raadselachtige objecten.

Dit zwarte gat is mogelijk "teruggedeinsd, " in de terminologie die door wetenschappers wordt gebruikt, toen twee kleinere superzware zwarte gaten met elkaar in botsing kwamen en samensmolten tot een nog grotere. Tegelijkertijd, deze botsing zou zwaartekrachtsgolven hebben gegenereerd die sterker in de ene richting uitstoten dan in andere. Dit nieuw gevormde zwarte gat zou een stoot hebben gekregen in de tegenovergestelde richting van die sterkere zwaartekrachtsgolven. Deze schop zou het zwarte gat uit het centrum van de melkweg hebben geduwd, zoals afgebeeld in de illustratie van de kunstenaar.

De kracht van de kick hangt af van de snelheid en richting van de spin van de twee kleinere zwarte gaten voordat ze samensmelten. Daarom, informatie over deze belangrijke maar ongrijpbare eigenschappen kan worden verkregen door de snelheid van terugspringende zwarte gaten te bestuderen.

Astronomen vonden deze terugdeinzende kandidaat voor een zwart gat door röntgen- en optische gegevens van duizenden sterrenstelsels te doorzoeken. Eerst, ze gebruikten Chandra-waarnemingen om sterrenstelsels te selecteren die een heldere röntgenbron bevatten en werden waargenomen als onderdeel van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Heldere röntgenstraling is een veelvoorkomend kenmerk van superzware zwarte gaten die snel groeien.

Volgende, de onderzoekers keken om te zien of Hubble Space Telescope-waarnemingen van deze heldere röntgenstelsels twee pieken in de buurt van hun midden in het optische beeld onthulden. Deze twee pieken kunnen aantonen dat er een paar superzware zwarte gaten aanwezig is of dat een terugdeinzend zwart gat zich heeft verwijderd van de sterrenhoop in het centrum van de melkweg.

Als aan die criteria was voldaan, toen onderzochten de astronomen de SDSS-spectra, die laten zien hoe de hoeveelheid optisch licht varieert met de golflengte. Als de onderzoekers veelbetekenende handtekeningen vonden in de spectra die wijzen op de aanwezigheid van een superzwaar zwart gat, ze volgden met een nog nauwkeuriger onderzoek van die sterrenstelsels.

Na al dat zoeken, een goede kandidaat voor een terugdeinzend zwart gat werd ontdekt. De linker afbeelding in de inzet is van de Hubble-gegevens, die twee heldere punten toont nabij het midden van de melkweg. Een van hen bevindt zich in het centrum van de melkweg en de andere bevindt zich ongeveer 3, 000 lichtjaar verwijderd van het centrum. De laatste bron toont de eigenschappen van een groeiend superzwaar zwart gat en zijn positie komt overeen met die van een heldere röntgenbron die is gedetecteerd met Chandra (rechter afbeelding in inzet). Met behulp van gegevens van de SDSS en de Keck-telescoop op Hawaï, het team stelde vast dat het groeiende zwarte gat in de buurt van, maar zichtbaar gecompenseerd door, het centrum van de melkweg heeft een snelheid die verschilt van de melkweg. Deze eigenschappen suggereren dat deze bron een terugdeinzend superzwaar zwart gat kan zijn.

Het gaststelsel van het mogelijk terugdeinzende zwarte gat vertoont ook enig bewijs van verstoring in de buitenste regionen, wat een aanwijzing is dat er in het relatief recente verleden een fusie tussen twee sterrenstelsels heeft plaatsgevonden. Aangezien wordt aangenomen dat superzware zwarte gaten samensmelten wanneer hun gastheerstelsels samensmelten, deze informatie ondersteunt het idee van een terugdeinend zwart gat in het systeem.

Bovendien, sterren vormen zich in een hoog tempo in de melkweg, met honderden keren de massa van de zon per jaar. Dit komt overeen met computersimulaties, die voorspellen dat stervormingssnelheden kunnen worden verbeterd voor samensmeltende sterrenstelsels, met name die met terugspringende zwarte gaten.

Een andere mogelijke verklaring voor de gegevens is dat twee superzware zwarte gaten zich in het centrum van de melkweg bevinden, maar een ervan produceert geen waarneembare straling omdat deze te langzaam groeit. De onderzoekers geven de voorkeur aan de verklaring van terugdeinzende zwarte gaten, maar er zijn meer gegevens nodig om hun zaak kracht bij te zetten.

Een paper waarin deze resultaten worden beschreven, werd onlangs geaccepteerd voor publicatie in The Astrofysisch tijdschrift en is online beschikbaar. De eerste auteur is Dongchan Kim van het National Radio Astronomy Observatory in Charlottesville, Virginia. NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, beheert het Chandra-programma voor NASA's Science Mission Directorate in Washington. Het Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Massachusetts, bestuurt Chandra's wetenschappelijke en vliegoperaties.