Ein Standbild aus einer Simulation verschmelzender Schwarzer Löcher. (NASA Goddard) Das seltsame Verhalten einer etwa eine Milliarde Lichtjahre entfernten Galaxie lässt darauf schließen, dass sie eines der am meisten erwarteten Ereignisse der modernen Astronomie beinhalten könnte.
Die Lichtschwankungen im Zentrum der Galaxie SDSS J1430+2303 ähneln verdächtig einem Paar supermassereicher Galaxien Schwarze Löcher mit einer Gesamtmasse von rund 200 Millionen Sonnen, die für eine unmittelbar bevorstehende Kollision miteinander bestimmt sind.
Im kosmischen Sinne kann sich „unmittelbar bevorstehend“ oft über ein ganzes Leben erstrecken. Glücklicherweise sagen Astronomen in diesem Fall voraus, dass, wenn das Signal tatsächlich von riesigen Schwarzen Löchern stammt, diese innerhalb der nächsten drei Jahre verschmelzen werden.
Es ist vielleicht unsere bisher beste Aufnahme, zwei supermassereiche Schwarze Löcher kollidieren zu sehen … aber wir wissen immer noch nicht genau, ob das im Herzen von J1429+2303 vor sich geht. Wissenschaftler raten dazu, die seltsame Galaxie weiter zu beobachten, um zu sehen, ob sie eindeutig identifiziert werden kann.
Der erste Nachweis Die Entstehung kollidierender Schwarzer Löcher im Jahr 2015 leitete eine mutige neue Ära für die Astronomie ein. Seitdem wurden viele weitere Entdeckungen dank gemacht Gravitationswellen Diese gewaltigen Ereignisse erschüttern die Raumzeit.
Bisher waren fast alle dieser Verschmelzungen binäre Paare von Schwarzen Löchern mit Massen, die mit denen einzelner Sterne vergleichbar waren. Dafür gibt es einen sehr guten Grund. LIGO und Jungfrau, die Gravitationswelle Die für die Detektion verantwortlichen Instrumente sind für diesen Massenbereich ausgelegt.
Die schwereren Wellen, die durch die Spirale und Kollision supermassereicher Schwarzer Löcher im Bereich von Millionen bis Milliarden Sonnenmassen erzeugt werden, liegen in einem Frequenzbereich, der für unsere derzeitigen Observatorien zu niedrig ist.
Dennoch wäre die Verschmelzung zweier supermassereicher Schwarzer Löcher eine unglaublich schöne Beobachtung. E ohne einen Detektor, der niederfrequente Gravitationswellen erfassen kann Wissenschaftler erwarten einen gewaltigen Lichtausbruch im gesamten Spektrum.
Die in diesem Ausbruch enthaltenen Daten könnten uns viel darüber verraten, wie sich diese Ereignisse auswirken. Wir sind uns nicht ganz sicher, wie supermassive Schwarze Löcher so groß werden, aber es gibt einige Hinweise darauf, dass ein Mechanismus binäre Verschmelzungen sind.
Wir wissen, dass Galaxien supermassereiche Schwarze Löcher in ihren Zentren haben, und wir haben nicht nur die Kollision von Galaxienpaaren und -gruppen beobachtet, sondern auch supermassereiche Schwarze Löcher einander umkreisen in gegenseitigen, zerfallenden Umlaufbahnen in deren Zentren Post-Merger-Galaxien . Diese werden aus Schwankungen des vom galaktischen Zentrum dieser Galaxien emittierten Lichts auf regelmäßigen Zeitskalen abgeleitet, die auf eine Umlaufbahn schließen lassen.
Dies bringt uns zurück zu J1430+2303. Anfang des Jahres hat ein Team von Astronomen unter der Leitung von Ning Jiang von der Universität für Wissenschaft und Technologie Chinas einen Artikel auf den Preprint-Server arXiv hochgeladen, in dem einige wirklich seltsame Verhaltensweisen beschrieben werden. Über einen Zeitraum von drei Jahren wurden die Schwingungen im galaktischen Kern immer kürzer, von etwa einem Jahr auf nur noch einen Monat.
Es ist jedoch nicht ganz klar, dass das, was im Kern von J1430+2303 passiert, das Ergebnis eines ist schwarzes Loch Binär überhaupt, ganz zu schweigen von einem, der kurz vor dem Kaboom steht. Galaktische Kerne sind seltsame Orte, die schwer zu interpretierende Signale aussenden, was bedeutet, dass möglicherweise etwas anderes die Variabilität im Herzen von J1430+2303 verursacht.
Um der Sache auf den Grund zu gehen, griffen Astronomen auf Röntgenwellenlängen zurück. Mithilfe von Daten verschiedener Röntgenobservatorien über einen Zeitraum von 200 Tagen hat ein Team unter der Leitung von Liming Dou von der Universität Guangzhou in China versucht, hochenergetische Signaturen zu identifizieren, die wir in einem nahegelegenen supermassiven Schwarzen Loch erwarten würden binär auf einer abnehmenden Umlaufbahn.
Sie sahen Variationen im von der Galaxie emittierten Röntgenlicht sowie eine Art von Emission, die mit dem Fall von Eisen auf ein Schwarzes Loch zusammenhängt und die das Team mit einer 99,96-prozentigen Sicherheit von zwei verschiedenen Instrumenten entdeckte. Diese Emission zugeordnet werden können mit binären supermassereichen Schwarzen Löchern; Das Team konnte dies jedoch nicht messen „Smoking Gun“ Eigenschaften, die einen Doppelstern eines Schwarzen Lochs bestätigen würden.
Analyse von Funkbeobachtungen im Juli veröffentlicht waren ebenfalls nicht schlüssig. Es scheint also, dass wir immer noch nicht hundertprozentig sicher sind, was mit J1430+2303 passiert.
Was wir mit Sicherheit sagen können, ist, dass im Zentrum der Galaxie etwas sehr Seltsames zu geschehen scheint. Vor allem ist es ein Mysterium, und zwar ein sehr spannendes; Unabhängig davon, ob es sich um ein supermassives Schwarzloch-Binärsystem handelt, das kurz vor einer Kollision steht oder nicht, scheint J1430+2303 genauere und detailliertere Aufmerksamkeit zu verdienen.
Der Artikel wurde zur Veröffentlichung angenommen Astronomie und Astrophysik , und ist verfügbar unter arXiv .