science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Astronomen zien tekenen van samensmelting van superzware zwarte gaten

Jets van dubbele zwarte gaten veranderen continu van richting. Het effect kan functies in deze 5 GHz-radiokaart van 3C 334 en veel krachtige radiobronnen in de lucht verklaren. De jet komt uit de kern van een melkwegstelsel (de sterren zijn niet zichtbaar op radiofrequenties) ongeveer 10 miljard lichtjaar van de onze. De afbeelding omspant van links naar rechts vijf miljoen lichtjaar. De eigenaardige structuur van de jets betekent een periodieke verandering van de richting van de jet (precessie), een effect dat wordt voorspeld voor jets van paren van zwarte gaten. Het inzetdiagram illustreert schematisch de fysieke processen in het paar zwarte gaten. Jets kunnen zich vormen in gasschijven rond zwarte gaten. De richting van de jets is gekoppeld aan de spin van het zwarte gat. De spin-as wordt weergegeven als een rode pijl. Deze laatste verandert periodiek van richting door de aanwezigheid van het tweede zwarte gat. Krediet:M. Krause / Universiteit van Hertfordshire

Nieuw onderzoek, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society , heeft bewijs gevonden voor een groot aantal dubbele superzware zwarte gaten, waarschijnlijke voorlopers van gigantische samensmeltingsgebeurtenissen van zwarte gaten. Dit bevestigt het huidige begrip van kosmologische evolutie - dat sterrenstelsels en de bijbehorende zwarte gaten in de loop van de tijd samensmelten, steeds grotere sterrenstelsels en zwarte gaten vormen.

Astronomen van de Universiteit van Hertfordshire, samen met een internationaal team van wetenschappers, hebben radiokaarten van krachtige straalbronnen bekeken en tekens gevonden die gewoonlijk aanwezig zouden zijn bij het kijken naar zwarte gaten die dicht om elkaar heen draaien.

Voordat zwarte gaten samensmelten, vormen ze een binair zwart gat, waar de twee zwarte gaten om elkaar heen draaien. Zwaartekrachtgolftelescopen kunnen sinds 2015 het samensmelten van kleinere zwarte gaten aantonen door de sterke uitbarstingen van zwaartekrachtsgolven te meten die worden uitgezonden wanneer binaire zwarte gaten samensmelten, maar de huidige technologie kan niet worden gebruikt om de aanwezigheid van superzware binaire zwarte gaten aan te tonen.

Superzware zwarte gaten zenden krachtige jets uit. Wanneer superzware binaire zwarte gaten in een baan om de aarde draaien, zorgt dit ervoor dat de jet die uit de kern van een melkwegstelsel komt, periodiek van richting verandert. Astronomen van de Universiteit van Hertfordshire bestudeerden de richting waarin deze jets worden uitgestoten, en afwijkingen in deze richtingen; ze vergeleken de richting van de jets met die van de radiolobben (die alle deeltjes opslaan die ooit door de jetkanalen zijn gegaan) om aan te tonen dat deze methode kan worden gebruikt om de aanwezigheid van superzware binaire zwarte gaten aan te geven.

Dr. Martin Krause, hoofdauteur en hoofddocent Sterrenkunde aan de Universiteit van Hertfordshire, zei:"We hebben de jets lange tijd onder verschillende omstandigheden bestudeerd met computersimulaties. In deze eerste systematische vergelijking met radiokaarten met hoge resolutie van de krachtigste radiobronnen, we waren verbaasd om handtekeningen te vinden die compatibel waren met jet precessie in driekwart van de bronnen."

Het feit dat de krachtigste jets worden geassocieerd met binaire zwarte gaten zou belangrijke gevolgen kunnen hebben voor de vorming van sterren in sterrenstelsels; sterren ontstaan ​​uit koud gas, jets verwarmen dit gas en onderdrukken zo de vorming van sterren. Een straal die altijd in dezelfde richting gaat, verwarmt slechts een beperkte hoeveelheid gas in zijn omgeving. Echter, jets van binaire zwarte gaten veranderen continu van richting. Daarom, ze kunnen veel meer gas verwarmen, de vorming van sterren veel efficiënter onderdrukken, en zo bij te dragen aan het binnen de waargenomen limieten houden van het aantal sterren in sterrenstelsels.