science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Tumultueuze melkwegfusies zijn beter in het inschakelen van zwarte gaten

Dit is een opname met lange belichtingstijd van NASA's Hubble-ruimtetelescoop van de massieve melkwegcluster Abell 2744. Het toont enkele van de zwakste en jongste sterrenstelsels die in de ruimte zijn gedetecteerd. Krediet:NASA/ESA/STScI

Een nieuwe studie door onderzoekers van de University of Colorado Boulder stelt vast dat gewelddadige crashes effectiever kunnen zijn in het activeren van zwarte gaten dan vreedzamere fusies.

Als twee sterrenstelsels botsen, de superzware zwarte gaten die in hun centra zitten, slaan ook tegen elkaar. Maar voordat ze dat doen, deze sterrenstelsels flikkeren vaak, enorme hoeveelheden gas en stof absorberen en een helder scherm produceren dat een Active Galactic Nucleus (AGN) wordt genoemd.

Maar niet alle fusies zijn gelijk gemaakt. In sommige van dergelijke huwelijken slechts één zwart gat wordt actief, terwijl in andere, allebei doen.

Het onderzoeksteam onder leiding van Scott Barrows van CU Boulder ontdekte dat enkelvoudige activeringen vaker voorkomen bij fusies waarin de sterrenstelsels niet bij elkaar passen - of wanneer het ene sterrenstelsel enorm is en het andere nietig.

Wanneer scheve sterrenstelsels samenkomen, "de fusie is minder gewelddadig, en dat leidt tot minder gas en stof dat op de zwarte gaten valt, " zei Barrows, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker in het Center for Astrophysics and Space Astronomy (CASA). "En hoe minder materiaal je op de zwarte gaten hebt, hoe kleiner de kans dat er twee van hen AGN's worden."

De onderzoekers presenteerden hun bevindingen vandaag tijdens een persconferentie op de 232e bijeenkomst van de American Astronomical Society, die loopt van 3-7 juni in Denver, Colorado.

Barrows en zijn collega's gebruikten gegevens verzameld door het Chandra X-ray Observatory om systematisch de nachtelijke hemel te scannen op de handtekeningen van AGN's. Ze zagen lopende fusies door te zoeken naar "offset sterrenstelsels, " of sterrenstelsels met een enkele AGN die zich ver van het centrum van de melkweg bevinden. Een dergelijk gebrek aan symmetrie suggereert dat een tweede superzwaar zwart gat, die niet is ingeschakeld, kan zich in de buurt verstoppen.

Barrows en zijn collega's verzamelden vervolgens een monster van 10 offset-sterrenstelsels en vergeleken dat monster met sterrenstelsels met een paar AGN's.

De resultaten waren grimmig:negen van de tien sterrenstelsels met slechts één actief zwart gat kwamen van scheve fusies, of gevallen waarin het ene sterrenstelsel meer dan vier keer zo groot was als het andere. Tweederde van de sterrenstelsels met twee actieve zwarte gaten, in tegenstelling tot, Er waren botsingen tussen bijna gelijken.

Barrows legde uit dat wanneer sterrenstelsels van ongeveer gelijke grootte elkaar ontmoeten, hun zwarte gaten oefenen enorme zwaartekracht op elkaar uit. die krachten, beurtelings, wolken van gas en stof op de zwarte gaten laten regenen.

"Het zijn deze koppels die energie halen uit het gas en stof, waardoor het in de kern van het zwarte gat valt, " zei Barrows. Bij niet-overeenkomende fusies, "je hebt gewoon kleinere krachten die op het gas en stof in elk sterrenstelsel worden uitgeoefend."

Het team vond geen rijm of reden waarom het zwarte gat werd geactiveerd tijdens een niet-overeenkomende fusie. In sommige gevallen, Barrows zei, het was het grotere zwarte gat. In andere gevallen, de kleinere. Volgende, hij en zijn collega's zullen zich concentreren op hoe het samensmelten van twee zwarte gaten de sterrenstelsels zelf beïnvloedt, inclusief hoe ze sterren creëren en vernietigen.