Astronomi su uočili crnu rupu od 40 milijardi solarne mase u klasteru galaksija Abell 85. Pronašli su behemota pomoću spektralnih opažanja s vrlo velikim teleskopom (VLT.) Postoji samo nekoliko izravnih mjerenja mase crnih rupa, a na oko 700 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje, ovo je najudaljenije.
Unutar klastera Abell 85 nalazi se Holm 15A, najsjajnija galaksija klastera (BCG.) To znači da je to najsjajnija galaksija u klasteru Abell 85. Središte Holma 15A je difuzno i vrlo slabo, iako je i sama galaksija vrlo blistava i ima vidljivu masu zvijezda koja iznosi dva trilijuna sunčevih masa. Ova prividna odstupnost upadala je u oči istraživača Instituta Max Planck za izvanzemaljsku fiziku (MPE) i Sveučilišnog opservatorija u Münchenu (USM).
Novu je studiju vodio znanstvenik MPE Jens Thomas. Raspršena središnja regija u Holmu 15A gotovo je velika koliko i Veliki magelanski oblak, a Thomas i ostali astronomi mislili su da je to trag da je prisutna enormno masivna crna rupa. Tim je koristio podatke iz MUSE spektrometra na VLT-u i USM Wendelstein opservatorija za proučavanje ovog ogromnog difuznog područja.
U priopćenju za medije, Thomas je rekao: "Postoji samo nekoliko desetaka mjerenja izravne mase supermasivne crne rupe, i nikada prije nije pokušao na takvoj udaljenosti. Ali već smo imali ideju o veličini Crne rupe u ovoj galaksiji, pa smo je isprobali. "
Podaci oba teleskopa omogućili su timu da procijeni masu koja se temelji izravno na zvjezdanim pokretima oko jezgre galaksije. Kad su se podaci pojavili, otkrivena je supermasivna crna rupa od 40 milijardi solarnih masa, što je čini najmasovnijom crnom rupom u poznatom svemiru.
"Ovo je nekoliko puta veće nego što se očekuje od neizravnih mjerenja, poput zvjezdane mase ili brzinske disperzije zvijezda", rekao je Roberto Saglia, stariji znanstvenik MPE-a i predavač na LMU-u.
Središte Holma 15A ima vrlo malu, difuznu svjetlinu površine. Mnogo je blijeđe nego u drugim eliptičnim galaksijama. To je trag da su mnoge zvijezde protjerane iz centra za vrijeme spajanja koja su stvorila ovaj behemoth. Student doktorskog studija LMU Kianusch Mehrgan pomogao je analizirati neke podatke u ovoj studiji. U istom je presjeku za tisak Mehrgan rekao: "Svjetlosni profil u unutarnjoj jezgri je također vrlo ravna. To znači da je većina zvijezda u centru morala biti proterana zbog interakcija u prijašnjim spajanjima. "
Holm 15A je Galaxy ranog tipa, ili ETG. Prema široko prihvaćenom mišljenju, jezgre ovih vrsta ogromnih galaksija formiraju se zbog procesa koji se naziva "pročišćavanje jezgara". Kad se dvije galaksije spoje, spajaju se i njihove crne rupe. Sve te gravitacijske interakcije imaju učinak na zvijezde i izbacuju ih iz jezgara. Bez ostatka plina u jezgri, ne mogu se tvoriti nove zvijezde, što dovodi do iscrpljenog tipa jezgre.
U stvari, svjetlosni profil Holma 15A sugerira da su dvije eliptične galaksije koje su se spojile već ispraznile jezgre iz prethodnih spajanja. Dakle, ta iscrpljena, difuzna, ogromna jezgra bila je znak da u središtu leži ogromna crna rupa.
"Najnovija generacija računalnih simulacija spajanja galaksije dala nam je predviđanja koja zaista dobro odgovaraju promatranim svojstvima", rekao je Jens Thomas, koji je također pružio dinamičke modele. "Ove simulacije uključuju interakcije između zvijezda i binarnih crnih rupa, ali ključni sastojak su dvije eliptične galaksije koje već imaju iscrpljene jezgre. To znači da oblik svjetlosnog profila i putanje zvijezda sadrže vrijedne arheološke podatke o specifičnim okolnostima formiranja jezgara u ovoj galaksiji - kao i o drugim vrlo masivim galaksijama. "
Odnos svjetlosnog profila i mase crne rupe mogao bi dovesti do boljeg razumijevanja crnih rupa i novog načina mjerenja njihove mase.
Većina supermasivnih crnih rupa je predaleko da bi se mogla izravno mjeriti. Ali ovo istraživanje ukazuje na novi odnos svjetline i mase. Svaki put kada se dvije crne rupe spajaju, masa se povećava, ali zvijezde se izbacuju i galaktičko jezgro postaje zamračeno, pod pretpostavkom da nedostaje plina za stvaranje novih zvijezda.
Tim namjerava nastaviti razvijati svoj model, a može se proširiti i dalje od samo mjerenja mase crnih rupa. U svom radu kažu „Naši rezultati sugeriraju da točan oblik središnjeg svjetlosnog profila kao i detalji raspodjele zvjezdanih orbita u središtu sadrže vrijedne podatke o spajanju povijesti vrlo masivnih galaksija.“
Masa većine crnih rupa određuje se mjerenjem kretanja zvijezda u blizini galaktičkog središta. U vrlo dalekim galaksijama kretanja tih zvijezda ne mogu se odrediti. Ali taj novi odnos svjetla i mase mogao bi činiti osnovu za mjerenje mase udaljenijih crnih rupa. Kao što autori kažu u svom radu, „U jezgrama galaksija mase crnih rupa se obrnuto povećavaju sa svjetlinom središnje zvijezde i gustoćom zvjezdane mase - uključujući Holm 15A. Tu korelaciju pokazujemo prvi put. "
Ako ta povezanost vrijedi, možda će biti samo pitanje vremena prije nego što se crna rupa od 40 milijardi sunčevih masa odstrani, a njezino mjesto zauzme nova, još masivnija crna rupa.
Više:
- Priopćenje za javnost: Velika težina u srcu središnje galaksije Abell 85
- Istraživački rad: SOLARNI MASA CRNIH MASA od 40 milijardi u EKSKREMNOM KOLU HOLM 15A, CENTRALNA GALAKSIJA OD 85
- Video iz svemirskog časopisa: Supermasivne crne rupe ili njihove galaksije? Koji je prvi došao?
