Voor de eerste keer ooit, astronomen van de Universiteit van New Mexico zeggen dat ze de baanbeweging tussen twee superzware zwarte gaten op honderden miljoenen lichtjaren van de aarde hebben kunnen observeren en meten - een ontdekking die al meer dan tien jaar in de maak is.

Karishma Bansal, afgestudeerde studente van het UNM Department of Physics &Astronomy, is de eerste auteur van het papier, 'De baan van het superzware zwarte gat binair 0402+379 beperken', onlangs gepubliceerd in Het astrofysische tijdschrift . Ze, samen met UNM-professor Greg Taylor en collega's van Stanford, het US Naval Observatory en het Gemini Observatory, bestuderen al 12 jaar de interactie tussen deze zwarte gaten.

"Voor een lange tijd, we hebben de ruimte ingekeken om te proberen een paar van deze superzware zwarte gaten te vinden die in een baan om de aarde draaien als resultaat van het samensmelten van twee sterrenstelsels, "zei Taylor. "Ook al hebben we getheoretiseerd dat dit zou moeten gebeuren, niemand had het ooit gezien tot nu toe."

Begin 2016, een internationaal team van onderzoekers, waaronder een UNM-alumnus, werken aan het LIGO-project ontdekte het bestaan ​​van zwaartekrachtsgolven, bevestigt de 100 jaar oude voorspelling van Albert Einstein en verbaast de wetenschappelijke gemeenschap. Deze zwaartekrachtsgolven waren het resultaat van twee stellaire zwarte gaten (~30 zonsmassa) die binnen de Hubble-tijd in de ruimte botsten. Nutsvoorzieningen, dankzij dit laatste onderzoek, wetenschappers zullen beginnen te begrijpen wat leidt tot de samensmelting van superzware zwarte gaten die rimpelingen in het weefsel van ruimte-tijd veroorzaakt, en meer leren over de evolutie van sterrenstelsels en de rol die deze zwarte gaten daarin spelen.

Met behulp van de Very Long Baseline Array (VLBA), een systeem dat bestaat uit 10 radiotelescopen in de VS en wordt gebruikt in Socorro, NM, onderzoekers hebben verschillende frequenties van radiosignalen kunnen waarnemen die worden uitgezonden door deze superzware zwarte gaten (SMBH). Overuren, astronomen zijn in wezen in staat geweest om hun baan te plotten en te bevestigen als een visueel binair systeem. Met andere woorden, ze hebben deze zwarte gaten in een baan met elkaar waargenomen.

"Toen Dr. Taylor me deze gegevens gaf, stond ik helemaal aan het begin om te leren hoe ik het me moest voorstellen en begrijpen, "zei Bansal. "En, zoals ik hoorde dat er gegevens waren die teruggingen tot 2003, we hebben het uitgezet en vastgesteld dat ze om elkaar heen draaien. Het is erg spannend."

voor Taylor, de ontdekking is het resultaat van meer dan 20 jaar werk en een ongelooflijke prestatie gezien de precisie die nodig is om deze metingen uit te voeren. Op ongeveer 750 miljoen lichtjaar van de aarde, het sterrenstelsel genaamd 0402+379 en de superzware zwarte gaten erin, zijn ongelooflijk ver weg; maar zijn ook op de perfecte afstand van de aarde en van elkaar om waar te nemen.

Bansal zegt dat deze superzware zwarte gaten een gecombineerde massa hebben van 15 miljard keer die van onze zon, of 15 miljard zonsmassa's. De ongelooflijke grootte van deze zwarte gaten betekent dat hun omlooptijd ongeveer 24 is, 000 jaar, dus terwijl het team ze al meer dan tien jaar observeert, ze hebben nog niet de geringste kromming in hun baan gezien.

"Als je je een slak voorstelt op de onlangs ontdekte aardachtige planeet in een baan om Proxima Centauri - 4,243 lichtjaar verwijderd - die zich met 1 cm per seconde beweegt, dat is de hoekbeweging die we hier oplossen, " zei Roger W. Romani, hoogleraar natuurkunde aan de Stanford University en lid van het onderzoeksteam.

"Wat we hebben kunnen doen, is een echte technische prestatie over deze periode van 12 jaar met behulp van de VLBA om voldoende resolutie en precisie in de astrometrie te bereiken om de baan daadwerkelijk te zien gebeuren, "zei Taylor. "Het is een beetje een triomf in technologie om dit te hebben kunnen doen."

Hoewel de technische prestatie van deze ontdekking echt verbazingwekkend is, Bansal en Taylor zeggen dat het onderzoek ons ​​ook veel over het universum kan leren, waar sterrenstelsels vandaan komen en waar ze heen gaan.

"De banen van dubbelsterren gaven geweldige inzichten over sterren, " zei Bob Zavala, een astronoom bij de US Naval Observatory. "Nu zullen we vergelijkbare technieken kunnen gebruiken om superzware zwarte gaten en de sterrenstelsels waarin ze zich bevinden te begrijpen."

Door de baan en interactie van deze twee superzware zwarte gaten te blijven observeren, kunnen we ook een beter begrip krijgen van hoe de toekomst van ons eigen sterrenstelsel eruit zou kunnen zien. Direct, de Andromeda-melkweg, die ook een SMBH in het centrum heeft, op weg is om in botsing te komen met onze Melkweg, wat betekent dat de gebeurtenis die Bansal en Taylor momenteel observeren, over een paar miljard jaar in onze melkweg zou kunnen voorkomen.

"Superzware zwarte gaten hebben veel invloed op de sterren om hen heen en de groei en evolutie van de melkweg, " legde Taylor uit. "Dus, meer over hen te begrijpen en wat er gebeurt als ze met elkaar versmelten, zou belangrijk kunnen zijn voor ons begrip van het universum."

Bansal zegt dat het onderzoeksteam dit systeem over drie of vier jaar opnieuw zal observeren om de beweging te bevestigen en een precieze baan te krijgen. Ondertussen, het team hoopt dat deze ontdekking gerelateerd werk van astronomen over de hele wereld zal aanmoedigen.