U galaksiji udaljenoj četiri milijarde svjetlosnih godina, tri supermasivne crne rupe zatvorene su u vrtlog zagrljaja. To je najjači trio crnih rupa do danas, pa čak i sugerira da su ovi usko nabijeni sustavi češći nego što se mislilo.
"Ono što mi ostaje neobično jest da se te crne rupe, koje se nalaze na krajnjem kraju Einsteinove teorije opće relativnosti, kreću u orbiti oko 300 puta veće brzine zvuka na Zemlji", rekao je glavni autor Roger Deane sa Univerziteta Cape Town u priopćenju za javnost.
„I ne samo to, ali pomoću kombiniranih signala iz radio-teleskopa na četiri kontinenta u mogućnosti smo promatrati ovaj egzotični sustav trećinu puta kroz svemir. Izvrsno me uzbuđuje, jer ovo je samo grebanje po površini dugog popisa otkrića koja će biti omogućena pomoću Square Kilometer Array-a. "
Sustav, nazvan SDSS J150243.091111557.3, prvi je put identificiran kao kvazar - supermasivna crna rupa u središtu galaksije, koja brzo nakuplja materijal i blistavo svijetli - prije četiri godine. Ali njegov je spektar bio pomalo otkačen tako da je dvostruko ionizirana linija za emisiju kisika [OIII] podijeljena na dva vrha umjesto na jedan.
Povoljno objašnjenje sugeriralo je da se u jezgri galaksije kriju dvije aktivne supermasivne crne rupe.
Aktivna galaksija obično pokazuje uske emisije s jednom vrhom uskih emisija koje potiču iz okolnog područja ioniziranog plina, rekao je Deane za Space Magazine. Činjenica da ova aktivna galaksija pokazuje linije dvostrukog vrha emisije sugerira da postoje dvije okolne regije ioniziranog plina, a samim tim i dvije aktivne supermasivne crne rupe.
Ali jedna od supermasivnih crnih rupa bila je umotana u prašinu. Tako su Deane i njegovi kolege kopali malo dalje. Koristili su tehniku nazvanu Vrlo duga osnovna interferometrija (VLBI), koja je sredstvo povezivanja teleskopa zajedno, kombinirajući signale razdvojene na do 10 000 km da bi vidjeli detalje 50 puta veće od Hubble svemirskog teleskopa.
Promatranja iz europske VLBI mreže - niza europskih, kineskih, ruskih i južnoameričkih antena - otkrila su da je supermasivna crna rupa prekrivena prašinom opet dvije umjesto jedne, čineći sustav ukupno tri supermasivne crne rupe.
"Ovo je bilo tako iznenađujuće", rekao je Deane za Space Magazine. "Naš je cilj bio potvrditi dvije sumnjive crne rupe. Nismo očekivali da će jedno od njih biti zapravo dvije, koje je mogla otkriti samo Europska mreža za borbu protiv virusa (VLBI) zbog [vrlo] detaljnih podataka koje je u stanju razaznati. "
Deane i njegove kolege pogledali su kroz šest sličnih galaksija prije nego što su pronašli svoj prvi trio. Činjenica da su ih našli tako brzo sugerira da su uobičajenije nego što se prethodno mislilo.
Do danas su bila poznata samo četiri trostruka sustava crnih rupa, od kojih je najbliži par bio 2,4 kiloparsec u razmaku - otprilike 2.000 puta udaljenost od Zemlje do najbliže zvijezde, Proxime Centauri. Ali najbliži par u ovom trojcu razdvojen je sa samo 140 parsesova - otprilike 10 puta od iste udaljenosti.
Iako su se Deane i njegovi kolege oslanjali na fenomenalnu razlučivost VLBI tehnike kako bi prostorno odvojili dvije crne rupe u blizini, oni su također pokazali da se njihova prisutnost može zaključiti iz značajki većih razmjera. Orbitalno kretanje crne rupe, naprimjer, utisnuto je na njenim velikim mlaznicama, uvijajući ih u oblik sličan spiralnom obliku. Ovo može pružiti malim teleskopima alat za pronalaženje sa mnogo većom učinkovitošću.
"Ako se rezultat nastavi, bit će to super", rekao je za Space Magazine stručnjak za binarne supermasivne crne rupe Jessie Runnoe s Državnog sveučilišta Pennsylvania. Ovo istraživanje ima višestruke implikacije za razumijevanje daljnjih pojava.
Prvo osvjetljava evoluciju galaksije. Dvije ili tri supermasivne crne rupe su pušač koji je galaksija spojila s drugom. Dakle, gledajući u detalje ove galaksije, astronomi mogu razumjeti kako su se galaksije razvile u današnje oblike i veličine.
Drugi osvjetljava fenomen poznat kao gravitacijsko zračenje. Einsteinova Opća teorija relativnosti predviđa da će se, kada se jedna od dvije ili tri supermasivne crne rupe spirala prema unutra, gravitacijski valovi - pukotine u samom tkivu prostora i vremena - raširiti u svemir.
Budući radio-teleskopi trebali bi biti u stanju mjeriti gravitacijske valove iz takvih sustava kako propadaju njihove orbite.
"Dalje u budućnosti, Square Kilometer Array omogućit će nam da pronađemo i proučimo ove sustave s izuzetnim detaljima i zaista će nam omogućiti [bolje] shvatiti kako crne rupe oblikuju galaksije u povijesti svemira", rekao je koautor Matt Jarvis sa sveučilišta u Oxfordu i Western Capeu.
Istraživanje je danas objavljeno u časopisu Nature.
