Οι αστρονόμοι εντόπισαν μια μαύρη τρύπα ηλιακής μάζας 40 δισεκατομμυρίων στο σύμπλεγμα γαλαξιών Abell 85. Βρήκαν το μεγαθήριο χρησιμοποιώντας φασματικές παρατηρήσεις με το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT.) Υπάρχουν μόνο μερικές άμεσες μετρήσεις μάζας για τις μαύρες τρύπες και σε περίπου 700 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, αυτή είναι η πιο μακρινή.
Μέσα στο σύμπλεγμα Abell 85 βρίσκεται το Holm 15A, ένας πιο λαμπρός γαλαξίας συμπλέγματος (BCG.) Αυτό σημαίνει ότι είναι ο πιο φωτεινός γαλαξίας στο σύμπλεγμα Abell 85. Το κέντρο του Holm 15A είναι διάχυτο και πολύ αχνό, παρόλο που ο ίδιος ο γαλαξίας είναι πολύ φωτεινός, και έχει μια ορατή μάζα αστεριών που ανέρχεται σε δύο τρισεκατομμύρια ηλιακές μάζες. Αυτή η προφανής ασυμφωνία τράβηξε τα μάτια των ερευνητών στο Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) και στο University Observatory Munich (USM.)
Η νέα μελέτη διεξήχθη από τον επιστήμονα MPE Jens Thomas. Η διάχυτη κεντρική περιοχή στο Holm 15A είναι σχεδόν τόσο μεγάλη όσο το Μεγάλο Μαγγελάνικο Σύννεφο, και ο Thomas και οι άλλοι αστρονόμοι πίστευαν ότι ήταν μια ένδειξη ότι υπήρχε μια τεράστια μαζική τρύπα. Η ομάδα χρησιμοποίησε δεδομένα από το φασματόμετρο MUSE στο VLT και το παρατηρητήριο USM Wendelstein για να μελετήσει αυτήν την τεράστια διάχυτη περιοχή.
Σε ένα δελτίο τύπου, ο Τόμας είπε: «Υπάρχουν μόνο μερικές δεκάδες άμεσες μετρήσεις μάζας των υπερμεγέθων μαύρων οπών και ποτέ δεν έχει γίνει προσπάθεια σε τέτοια απόσταση. Αλλά είχαμε ήδη κάποια ιδέα για το μέγεθος της Μαύρης Τρύπας σε αυτόν τον συγκεκριμένο γαλαξία, οπότε το δοκιμάσαμε. "
Τα δεδομένα και από τα δύο τηλεσκόπια επέτρεψαν στην ομάδα να πραγματοποιήσει μια εκτίμηση μάζας βασισμένη απευθείας στις αστρικές κινήσεις γύρω από τον πυρήνα του γαλαξία. Όταν μπήκαν τα δεδομένα, αποκαλύφθηκε η υπερμεγέθη μαύρη τρύπα των 40 δισεκατομμυρίων ηλιακών μάζας, καθιστώντας την την πιο μαζική μαύρη τρύπα στο γνωστό κόσμο.
«Αυτό είναι αρκετές φορές μεγαλύτερο από το αναμενόμενο από έμμεσες μετρήσεις, όπως η αστρική μάζα ή η διασπορά της ταχύτητας των άστρων», δήλωσε ο Roberto Saglia, ανώτερος επιστήμονας στο MPE και λέκτορας στο LMU.
Το κέντρο του Holm 15A έχει πολύ χαμηλή, διάχυτη φωτεινότητα επιφάνειας. Είναι πολύ πιο αμυδρό από ό, τι σε άλλους ελλειπτικούς γαλαξίες. Αυτή είναι μια ένδειξη ότι πολλά αστέρια έχουν αποβληθεί από το κέντρο κατά τη διάρκεια των συγχωνεύσεων που δημιούργησαν αυτό το μεγαλοπρεπές. Ο φοιτητής διδακτορικού τίτλου LMU Kianusch Mehrgan βοήθησε στην ανάλυση ορισμένων από τα δεδομένα αυτής της μελέτης. Στο ίδιο ρελέ τύπου, ο Mehrgan είπε: «Το προφίλ φωτός στον εσωτερικό πυρήνα είναι επίσης πολύ επίπεδο. Αυτό σημαίνει ότι τα περισσότερα αστέρια στο κέντρο πρέπει να έχουν αποβληθεί λόγω αλληλεπιδράσεων σε προηγούμενες συγχωνεύσεις. "
Το Holm 15A είναι ένας γαλαξίας πρώιμου τύπου ή ETG. Κατά την ευρέως αποδεκτή άποψη, οι πυρήνες αυτών των τύπων μαζικών γαλαξιών σχηματίζονται λόγω μιας διαδικασίας που ονομάζεται «κεντρικός καθαρισμός». Όταν δύο γαλαξίες συγχωνεύονται, οι μαύρες τρύπες τους συγχωνεύονται επίσης. Όλες αυτές οι βαρυτικές αλληλεπιδράσεις έχουν επίδραση σφεντόνας στα αστέρια, εκτοξεύοντάς τα από τους πυρήνες. Χωρίς αέριο στον πυρήνα, δεν μπορούν να σχηματιστούν νέα αστέρια, γεγονός που οδηγεί σε αυτόν τον εξαντλημένο τύπο πυρήνα.
Στην πραγματικότητα, το ελαφρύ προφίλ για το Holm 15A υποδηλώνει ότι οι δύο ελλειπτικοί γαλαξίες που συγχωνεύτηκαν είχαν ήδη εξαντληθεί πυρήνες από προηγούμενες συγχωνεύσεις. Έτσι, αυτός ο εξαντλημένος, διάχυτος, τεράστιος πυρήνας ήταν μια ένδειξη ότι μια τεράστια μαύρη τρύπα βρίσκεται στο κέντρο.
«Η νεότερη γενιά προσομοιώσεων υπολογιστών από συγχωνεύσεις γαλαξιών μας έδωσε προβλέψεις που ταιριάζουν πράγματι με τις παρατηρούμενες ιδιότητες αρκετά καλά», δήλωσε ο Jens Thomas, ο οποίος παρείχε επίσης τα δυναμικά μοντέλα. «Αυτές οι προσομοιώσεις περιλαμβάνουν αλληλεπιδράσεις μεταξύ αστεριών και δυαδικών δυαδικών οπών, αλλά το βασικό συστατικό είναι δύο ελλειπτικοί γαλαξίες που έχουν ήδη εξαντληθεί οι πυρήνες. Αυτό σημαίνει ότι το σχήμα του προφίλ φωτός και οι τροχιές των αστεριών περιέχουν πολύτιμες αρχαιολογικές πληροφορίες σχετικά με τις συγκεκριμένες συνθήκες του σχηματισμού πυρήνα σε αυτόν τον γαλαξία - καθώς και άλλους πολύ μεγάλους γαλαξίες. "
Η σχέση μεταξύ του προφίλ φωτός και της μάζας της μαύρης τρύπας θα μπορούσε να οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση των μαύρων οπών και σε έναν νέο τρόπο μέτρησης της μάζας τους.
Οι περισσότερες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες είναι πολύ μακρινές για να μετρηθούν άμεσα. Αλλά αυτή η έρευνα δείχνει μια νέα σχέση μεταξύ φωτεινότητας και μάζας. Κάθε φορά που συγχωνεύονται δύο μαύρες τρύπες, η μάζα αυξάνεται, αλλά τα αστέρια εκτοξεύονται και ο γαλαξιακός πυρήνας μειώνεται, υποθέτοντας ότι υπάρχει έλλειψη αερίου για σχηματισμό νέων αστεριών.
Η ομάδα σκοπεύει να συνεχίσει να αναπτύσσει το μοντέλο τους και μπορεί να επεκταθεί περισσότερο από το να μετρήσει τη μάζα των μαύρων οπών. Στην εφημερίδα τους λένε «Τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι το ακριβές σχήμα του κεντρικού προφίλ φωτός καθώς και οι λεπτομέρειες της κατανομής των αστρικών τροχιών στο κέντρο περιέχουν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τη συγχώνευση της ιστορίας των πολύ μαζικών γαλαξιών».
Η μάζα των περισσότερων μαύρων οπών προσδιορίζεται μετρώντας την κίνηση των αστεριών κοντά στο γαλαξιακό κέντρο. Σε πολύ απομακρυσμένους γαλαξίες, οι κινήσεις αυτών των αστεριών δεν μπορούν να προσδιοριστούν. Αλλά αυτή η νέα σχέση μεταξύ φωτός και μάζας θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για τη μέτρηση της μάζας πιο απομακρυσμένων μαύρων οπών. Όπως αναφέρουν οι συγγραφείς στην εφημερίδα τους, «Στους πυρήνες των γαλαξιών, οι μάζες των μαύρων οπών κλιμακώνονται αντίστροφα με την κεντρική αστρική επιφανειακή φωτεινότητα και την πυκνότητα κεντρικής αστρικής μάζας - συμπεριλαμβανομένου του Holm 15A. Δείχνουμε αυτήν τη συσχέτιση εδώ για πρώτη φορά. "
Εάν ισχύει αυτή η συσχέτιση, μπορεί να είναι μόνο θέμα χρόνου προτού αφαιρεθεί αυτή η μαύρη τρύπα ηλιακής μάζας 40 δισεκατομμυρίων, και μια νέα, ακόμη πιο μαζική μαύρη τρύπα παίρνει τη θέση της.
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Βαρέων βαρών στην καρδιά του κεντρικού γαλαξία του Abell 85
- Ερευνητικό Έγγραφο: ΜΙΑ ΜΑΥΡΗ ΤΟΠΗ 40 ΜΙΣΙΩΝ ΗΛΙΑΚΗΣ ΜΑΣΑΣ ΣΤΟ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΠΥΡΩΜΑ ΤΟΥ HOLM 15A, Ο ΚΕΝΤΡΙΚΟΣ ΓΑΛΑΞΙΟΣ ΤΟΥ ΑΒΕΛΛΟΥ 85
- Διαστημικό περιοδικό βίντεο: Υπερβολικές μαύρες τρύπες ή οι γαλαξίες τους; Ποιο ήρθε πρώτα;
