Die binären galaktischen Kerne in NGC 7727. (ESO/Voggel et al.; ESO/VST ATLAS-Team) Nur 89 Millionen Lichtjahre entfernt, in der Galaxie NGC 7727, zwei supermassereiche Galaxien Schwarze Löcher sind dazu bestimmt, eins zu werden.
Neue Messungen, die das Herz der Galaxie untersuchen, haben ergeben, dass der Kern aus einem binären Supermassivstoff besteht schwarzes Loch Paar. Es ist der nächstgelegene Doppelstern dieser Art, den wir bisher gefunden haben, und übertrifft den bisherigen Rekordhalter von 470 Millionen Lichtjahren deutlich.
Darüber hinaus sind die beiden supermassereichen Schwarzen Löcher näher beieinander als alle anderen supermassiven Schwarzen-Loch-Doppelsterne, die wir je gesehen haben, und sind nur 1.600 Lichtjahre voneinander entfernt. Astronomen gehen davon aus, dass die beiden Schwarzen Löcher irgendwann so nah zusammenwachsen, dass sie verschmelzen und zu einem viel größeren Geschöpf werden.
Die Entdeckung bestätigt nicht nur, dass NGC 7727 das Produkt einer Verschmelzung zweier Galaxien ist, sondern bietet uns auch ein wunderbar nahes Labor zur Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen supermassereichen Schwarzen Löchern, während sie in ihrem orbitalen Tanz vor der Verschmelzung umherwirbeln.
„Es ist das erste Mal, dass wir zwei supermassereiche Schwarze Löcher finden, die so nahe beieinander liegen, weniger als die Hälfte des Abstands zum vorherigen Rekordhalter.“ sagt die Astronomin Karina Voggel des Straßburger Observatoriums in Frankreich.
Es gibt mehrere Gründe, warum supermassive Doppelsterne von Schwarzen Löchern für Astronomen von Interesse sind. Supermassereiche Schwarze Löcher befinden sich in den Zentren der meisten Galaxien, den Kernen, um die sich alles andere dreht.
Wenn zwei Galaxien zusammen gefunden werden, bedeutet dies, dass zwei Galaxien zusammengekommen sind. Wir wissen, dass dieser Prozess stattfindet; Die Suche nach einem supermassereichen Doppelsternsystem für Schwarze Löcher kann uns Aufschluss darüber geben, wie es im Endstadium aussieht.
Supermassive Doppelsterne von Schwarzen Löchern können uns auch etwas darüber verraten, wie diese kolossalen Objekte – Millionen- bis Milliardenfache der Masse der Sonne – so unglaublich massiv werden können. Die Verschmelzung binärer Schwarzer Löcher ist eine Möglichkeit, wie dieses Wachstum stattfinden kann. Die Entdeckung binärer supermassereicher Schwarzer Löcher wird uns helfen zu verstehen, ob es sich hierbei um einen gemeinsamen Weg für dieses Wachstum handelt, was wiederum eine genauere Modellierung ermöglichen wird.
NGC 7727 war schon seit einiger Zeit ein interessantes Objekt für ein binäres supermassereiches Schwarzes Loch. Ihre physikalischen Eigenschaften deuten darauf hin, dass die Galaxie das Produkt einer galaktischen Verschmelzung irgendwann in der fernen Vergangenheit ist. Allerdings sind Schwarze Löcher nur schwer zu erkennen, wenn sie aktiv Material ansammeln. Dann erstrahlt die Materialwolke um das Schwarze Loch hell vor Strahlung. NGC 7727 hatte nicht den hellen Fluss, der normalerweise mit zwei aktiven supermassereichen Schwarzen Löchern verbunden ist.
Hier verschaffte die Nähe der Galaxie den Astronomen einen Vorteil. Da NGC 7727 so nah ist, konnten die Forscher Bewegungsdaten für Sterne im galaktischen Zentrum erhalten, basierend auf der Art und Weise, wie sich ihr Licht verändert, während sie herumwirbeln. Dies ergab, dass das galaktische Zentrum nicht ein, sondern zwei supermassereiche Schwarze Löcher enthält.
Eines dieser supermassiven Schwarzen Löcher ist relativ groß und hat etwa die 154-Millionen-fache Masse der Sonne. Der andere, viel kleinere Begleiter hat nur 6,3 Millionen Sonnenmassen. Es wurde festgestellt, dass nur eines dieser Schwarzen Löcher aktiv war: das kleinere. Dies erklärt, warum es so wenig Strahlung gab; das viel größere Schwarze Loch ruht.
Dies deutet darauf hin, so die Forscher, dass es da draußen viel mehr supermassereiche Doppelsterne von Schwarzen Löchern geben könnte, als wir derzeit entdecken können.
„Unsere Erkenntnisse deuten darauf hin, dass es dort draußen möglicherweise noch viel mehr dieser Relikte von Galaxienverschmelzungen gibt und sie möglicherweise viele versteckte massive Schwarze Löcher enthalten, die noch darauf warten, gefunden zu werden.“ Sagte Voggel .
„Es könnte die Gesamtzahl der im lokalen Universum bekannten supermassiven Schwarzen Löcher um 30 Prozent erhöhen.“
Obwohl die beiden Schwarzen Löcher dazu bestimmt sind, zu verschmelzen, wird es einige Zeit dauern; etwa 250 Millionen Jahre oder so, sagten die Forscher. Aber auch wenn wir es nicht beobachten können, gibt das Binärsystem Hoffnung, dass um uns herum noch viele weitere Verschmelzungen supermassereicher Schwarzer Löcher stattfinden.
Wir können sie noch nicht entdecken; Die Gravitationswellen Die abgestrahlte Strahlung wäre für unsere aktuellen Instrumente zu niederfrequent. Aber neue Instrumente, etwa die weltraumgestützte Gravitationswelle Der Detektor LISA sollte dazu in der Lage sein, sagten die Forscher.
Und die Entdeckung könnte uns Aufschluss darüber geben, wie wir binäre supermassereiche Schwarze Löcher finden können, selbst in weiter entfernten Galaxien, in denen wir keine detaillierten Bewegungsdaten für die Zentralsterne erhalten können.
„Die gezielte Ausrichtung auf helle, überlebende Kernsternhaufen in verschmolzenen Galaxien kann die Entdeckung von dualen supermassereichen Schwarzen Löchern in kleineren Abständen im Lokaluniversum erleichtern, selbst wenn es sich dabei nicht um leuchtende, aktive Galaxienkerne handelt.“ sie schrieben in ihrer Zeitung .
„Dies wird viel detailliertere Studien dieser Systeme ermöglichen, die dann als Blaupausen dafür dienen können, wie man sie im fernen Universum breiter finden kann.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Astronomie und Astrophysik .