Astronomen haben zwei supermassive Schwarze Löcher entdeckt, die sehr nahe beieinander liegen

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Zwei supermassereiche Schwarze Löcher wurden beobachtet, wie sie sich von kosmischer Materie ernährten, als zwei Galaxien im Weltraum verschmolzen – die engste Kollision von Schwarzen Löchern, die Astronomen jemals beobachtet haben.

Astronomen entdeckten das Paar, als sie mit dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array of Telescopes (ALMA) in der Atacama-Wüste im Norden Chiles zwei Galaxien beobachteten, die etwa 500 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt verschmelzen.

Die beiden Schwarzen Löcher wachsen Seite an Seite in der Nähe des Zentrums der verschmelzenden Galaxie. Sie trafen sich, als ihre Heimatgalaxie, bekannt als UGC 4211, kollidierte.

Der eine hat die 200-Millionen-fache Masse unserer Sonne und der andere die 125-Millionen-fache Masse unserer Sonne.

Obwohl die Schwarzen Löcher selbst nicht direkt sichtbar sind, sind beide von hellen Sternhaufen und warmem, glühendem Gas umgeben – alles von der Schwerkraft der Löcher angezogen.

Im Laufe der Zeit werden sie beginnen, sich gegenseitig zu umkreisen, schließlich miteinander kollidieren und ein einzelnes Schwarzes Loch erzeugen.

Das Schwarze Loch, das über einen weiten Bereich von Lichtwellenlängen beobachtet wurde, ist das nächste, das Wissenschaftler je gesehen haben – nur etwa 750 Lichtjahre, was in astronomischer Hinsicht relativ nahe ist.

Die Ergebnisse wurden beim 241. Treffen geteilt Amerikanische Astronomische Gesellschaft Findet diese Woche in Seattle statt und wird am Montag um veröffentlicht Brief des Astrophysik-Journals.

Die Entfernungen zwischen den Schwarzen Löchern „sind nahe genug an der Grenze, die wir erkennen können, weshalb es so aufregend ist“, sagte die Co-Autorin der Studie, Chiara Mingarelli, eine Forscherin am Center for Computational Astrophysics in New York City. , in der aktuellen Situation.

Galaxienverschmelzungen sind im fernen Universum häufiger, was es schwierig macht, sie mit bodengestützten Teleskopen zu sehen. Aber die Empfindlichkeiten von ALMA waren in der Lage, ihre aktiven galaktischen Kerne zu beobachten – helle, dichte Regionen von Galaxien, in denen Materie Schwarze Löcher umkreist. Astronomen waren überrascht, als sie feststellten, dass sich anstelle eines Schwarzen Lochs ein Paar schwarzer Löcher von Gas und Staub aus verschmelzenden Galaxien ernährt.

„Unsere Studie hat eines der Galaxienverschmelzungen am nächsten liegenden Schwarzen-Loch-Paare identifiziert, und da wir wissen, dass Galaxienverschmelzungen im fernen Universum häufiger vorkommen, könnten diese Doppelsysteme aus Schwarzen Löchern auch häufiger vorkommen als bisher angenommen“, sagte der Hauptautor der Studie, Michael Koss , Senior Research Scientist am Eureka Institute for Scientific Research in Oakland, Kalifornien, in einer Erklärung.

„Was wir gerade gelernt haben, ist, dass sich die Quelle in den letzten Stadien der Kollision befindet, was wir also sehen, lässt diese Verschmelzung ahnen und gibt uns auch Einblick in die Beziehung zwischen der Verschmelzung, dem Wachstum und der Erzeugung von Gravitationswellen von Schwarzen Löchern“, sagte Kos. .

Wenn Paare von Schwarzen Löchern – sowie die galaktischen Verschmelzungen, die zu ihrer Entstehung geführt haben – im Universum häufiger vorkommen als bisher angenommen, könnte dies Auswirkungen auf die zukünftige Gravitationswellenforschung haben. Gravitationswellen oder Wellen in der Raumzeit entstehen, wenn Schwarze Löcher kollidieren.

Es dauerte mehrere hundert Millionen Jahre, bis diese speziellen Paare von Schwarzen Löchern kollidierten, aber die aus diesen Beobachtungen gewonnenen Erkenntnisse können Wissenschaftlern helfen, besser abzuschätzen, wie viele Paare von Schwarzen Löchern im Universum kurz vor Kollisionen stehen.

Der Co-Autor der Studie, Ezequiel Traister, ein Astronom an der Universidad Católica de Chile in Santiago, Chile, sagte in einer Erklärung. „Wenn ja, dann werden wir in naher Zukunft wiederholt Gravitationswellenereignisse beobachten, die durch die Verschmelzung dieser Objekte im ganzen Universum verursacht werden.“

Weltraumteleskope wie das Hubble- und Chandra-Röntgenobservatorium und bodengestützte Teleskope wie das Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte, das sich ebenfalls in der Atacama-Wüste befindet, und das WM Keck-Teleskop auf Hawaii haben UGC 4211 ebenfalls mit einer anderen Wellenlänge beobachtet als Licht, um ein detaillierteres Bild und Unterschiede in Schwarzen Löchern zu liefern.

„Jede Wellenlänge erzählt einen anderen Teil der Geschichte“, sagt Traister. „Alle diese Daten zusammen haben uns ein klareres Bild davon gegeben, wie sich Galaxien wie unsere als das erwiesen haben, was sie sind, und was sie in Zukunft werden könnten.“

Mehr über die Endstadien einer galaktischen Verschmelzung zu verstehen, kann einen besseren Einblick in das geben, was passieren wird, wenn unsere Milchstraße in etwa 4,5 Milliarden Jahren mit der Andromeda-Galaxie kollidiert.

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