Mluvte o drsné čtvrti! Ani černé díry nejsou vítány v galaxii CID-42, která se nachází asi 4 miliardy světelných let od Země. Astronomové využívající observatoř Chandra X-Ray Observatory našli silný důkaz, že z této galaxie je vyvržena masivní černá díra, která se pohybuje rychlostí několika milionů kilometrů za hodinu. K tomuto jevu, známému jako zpětná černá díra, dochází v důsledku „kopnutí“ gravitační vlny ze spojení dvou černých děr.
I když je tato událost pravděpodobně vzácná, mohlo by to znamenat, že v obrovských prostorech mezi galaxiemi se mohou nepozorovaně potulovat obří černé díry.
'Tyto černé díry by pro nás byly neviditelné,' řekla Laura Blecha z Harvardského centra pro astrofyziku, spoluautorka nové studie, 'protože spotřebovaly veškerý plyn, který je obklopuje poté, co byly vyhozeny z jejich domovské galaxie.'
Předchozí pohledy na CID-42 detekovaly jasný zdroj rentgenového záření pravděpodobně způsobený přehřátým materiálem kolem jedné nebo více supermasivních černých děr. Astronomové však nedokázali rozlišit, zda rentgenové záření pocházelo z jednoho nebo obou optických zdrojů, protože Chandra nebyla namířena přímo na CID-42, takže zdroj rentgenového záření byl méně ostrý než obvykle.
Nová data pomáhají objasnit, že rentgenové záření pocházelo pouze z jednoho ze zdrojů. Tým si myslí, že když se srazily dvě galaxie, srazily se také supermasivní černé díry ve středu každé galaxie. Dvě černé díry se poté spojily a vytvořily jedinou černou díru, která se odvrátila od gravitačních vln produkovaných srážkou, což dalo nově sloučené černé díře dostatečně velký kop, aby nakonec unikla z galaxie.
„Je těžké uvěřit, že by se supermasivní černá díra o hmotnosti milionkrát větší než hmotnost Slunce mohla vůbec pohnout, natož vyrazit z galaxie obrovskou rychlostí,“ řekla Francesca Civano z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). ), který vedl novou studii. 'Ale tato nová data podporují myšlenku, že gravitační vlny - vlnění ve struktuře vesmíru, které poprvé předpověděl Albert Einstein, ale nikdy nebyly přímo detekovány - mohou vyvinout extrémně silnou sílu.'
Téměř před stoletím Albert Einstein formuloval moderní sadu rovnic – obecnou teorií relativity – které se používají k popisu gravitace.
„Einsteinovy rovnice jsou tak komplikované, že jsme je dokázali přesně vyřešit teprve před několika lety pro relativně jednoduchý systém dvou černých děr na vázané oběžné dráze,“ řekl spoluautor Avi Loeb z Harvardského centra pro astrofyziku. „Takový systém vzniká přirozeně jako výsledek sloučení dvou galaxií, z nichž každá má ve svém středu jedinou černou díru. Přesné řešení Einsteinových rovnic, získané pomocí sofistikovaných počítačových algoritmů, ukazuje, že dvě černé díry se spojí do jediné černé díry, která je vyhozena v preferovaném směru jako raketa v důsledku směrové emise gravitačních vln, které slouží jako látka, která vychází ven. z výfuku rakety.'
Pokud byl CID-42 skutečně produkován tímto mechanismem, poskytuje první observační ověření Einsteinových rovnic v neprozkoumaném režimu dynamické silné gravitace, která je zodpovědná za nárazy gravitačních vln.
Další údaje z pozemských dalekohledů Magellan a Very Large Telescopes v Chile poskytly spektrum, které naznačovalo, že se dva zdroje v CID-42 vzdalují rychlostí nejméně 5 milionů kilometrů za hodinu (3 miliony mil za hodinu).
Existují dvě další možná vysvětlení toho, co se děje v CID-42. Jedna by zahrnovala setkání tří supermasivních černých děr, což vedlo k vyvržení nejlehčí z nich. Další myšlenkou je, že CID-42 obsahuje dvě supermasivní černé díry, které se spirálovitě pohybují jedna k druhé, spíše než jednu, která se rychle vzdaluje.
Obě tato alternativní vysvětlení by vyžadovala, aby alespoň jedna ze supermasivních černých děr byla velmi zakryta, protože je pozorován pouze jeden jasný zdroj rentgenového záření. Data z Chandry tedy podporují myšlenku zpětného rázu černé díry kvůli gravitačním vlnám.
Tyto výsledky se objeví ve vydání The Astrophysical Journal 10. června.
Přečtěte si papíry týmu:
Chandra Pozorování CID-42 s vysokým rozlišením, kandidát SMBH na zpětný ráz
Omezení povahy CID-42: Recoil Kick nebo Supermasivní Black Hole Pair?