Hai lỗ đen siêu lớn quay quanh nhau trong một hệ nhị phân. Chúng ở gần nhau hơn 10 lần so với các lỗ đen trong hệ thống lỗ đen siêu lớn nhị phân duy nhất được biết đến. Tín dụng: Caltech / R. Hurt (IPAC)
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Purdue và các tổ chức khác đã phát hiện ra một khối lượng lớn[{” attribute=””>black hole binary system, one of only two known such systems. The two black holes, which orbit each other, likely weigh the equivalent of 100 million suns each. One of the black holes powers a massive jet that moves outward at nearly the speed of light. The system is so far away that the visible light seen from Earth today was emitted 8.8 billion years ago.
The two are only between 200 AU and 2,000 AU apart, at least 10 times closer than the only other known supermassive binary black hole system. One AU is the distance from the Earth to the sun, which is about 150 million kilometers (93 million miles) or 8.3 light minutes.
The close separation is significant because such systems are expected to merge eventually. That event will release a massive amount of energy in the form of gravitational waves, causing ripples in space in every direction (and oscillations in matter) as the waves pass through.
Finding systems like this is also important for understanding the processes by which galaxies formed and how they ended up with massive black holes at their centers.
Tóm tắt ngắn gọn về các phương pháp
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra hệ thống này một cách tình cờ khi họ nhận thấy một mô hình hình sin lặp lại về sự khác biệt phát xạ độ sáng vô tuyến theo thời gian, dựa trên dữ liệu được lấy sau năm 2008. Một lần tìm kiếm dữ liệu lịch sử tiếp theo cho thấy hệ thống cũng thay đổi theo cách tương tự vào cuối những năm 1970 đến đầu những năm 1980. Loại phương sai này chính xác là những gì các nhà nghiên cứu mong đợi nếu một luồng phát xạ từ một lỗ đen bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Doppler do chuyển động quỹ đạo của nó khi nó dao động xung quanh lỗ đen kia. Matthew Lister của Trường Khoa học Đại học Purdue và nhóm của ông đã chụp ảnh hệ thống từ năm 2002 đến năm 2012, nhưng kính viễn vọng vô tuyến của nhóm thiếu độ phân giải cần thiết để phân giải các lỗ đen riêng lẻ ở khoảng cách lớn như vậy. Dữ liệu hình ảnh của nó hỗ trợ kịch bản lỗ đen nhị phân và cũng cung cấp góc định hướng của dòng chảy ra, đây là một thành phần quan trọng của mô hình lá đối với những thay đổi do Doppler gây ra.
Hai lỗ đen siêu lớn quay quanh nhau trong hình ảnh động có thể lặp lại của nghệ sĩ này. Hố đen lớn nhất, có khối lượng gấp hàng trăm triệu lần Mặt trời của chúng ta, phóng ra các tia phản lực thay đổi độ sáng biểu kiến khi bộ đôi quay quanh nhau. Các nhà thiên văn đã tìm thấy bằng chứng về viễn cảnh này tại một chuẩn tinh gọi là PKS 2131-021 sau khi phân tích 45 năm quan sát bằng sóng vô tuyến cho thấy hệ thống định kỳ tối hơn và sáng hơn. Mô hình tuần hoàn quan sát được được cho là kết quả của chuyển động quỹ đạo của máy bay phản lực. Tín dụng: Caltech / R. Hurt (IPAC)
Kinh nghiệm của Giáo sư Đại học Purdue
Matthew Lister, Giáo sư Vật lý và Thiên văn học, Trường Khoa học Đại học Purdue, chuyên nghiên cứu về các lĩnh vực sau: lõi thiên hà hoạt động, phản lực và chấn động vật lý thiên văn, chuẩn tinh và vật thể BL Lacertae, thiên hà Seyfert I sọc hẹp và cơ bản rất dài giao thoa.
Để biết thêm thông tin về nghiên cứu này:
Tham khảo: “Hiện tượng bất ngờ của Blazar PKS 2131–021: một ứng cử viên duy nhất cho một lỗ đen siêu lớn” của S.O’Neill, S. Kiehlmann, ACS Readhead, MF Aller, RD Blandford, I. Liodakis, ML Lister, P. Mróz, C. P. O’Dea, T. J. Pearson, V. Ravi, M. Vallisneri, K. A. Cleary, M. J. Graham, K. B. Grainge, M. W. Hodges, T. Hovatta, A. Lähteenmäki, J. W. Lamb, T. J. W. Lazio, W. Max-Moerbeck, V. Pavlido, T. Prince, R. A., Reeves, M. Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac504b
Kinh phí: bao gồm hỗ trợ cho chương trình MOJAVE NASA-Fermi đưa ra 80NSSC19K1579, NNX15AU76G và NNX12A087G.