Podwójna czarna dziura w najbliższym kwazarze

Tak mniej więcej wygląda para czarnych dziur zasiedlających centrum najbliższego nam kwazara Markarian 231.
Źródło: NASA/ESA/G. Bacon (STScI)
Astronomowie przeglądający zdjęcia wykonane przez Teleskop Hubble'a odkryli, że Markarian 231 (Mrk 231), najbliższa Ziemi galaktyka zawierająca w swym wnętrzu kwazar, jest zasilana nie przez jedną, ale aż dwie supermasywne czarne dziury. Może to również oznaczać, że takie układy dwóch czarnych dziur mogą być w przypadku kwazarów znacznie powszechniejsze, niż dotychczas sądzono.Układy te są najprawdopodobniej wynikiem galaktycznych mergerów, czyli zlewania się ze sobą dwóch lub większej liczby niezależnych wcześniej galaktyk. Takie galaktyczne dwójki są przy tym źródłem wyzwalania się ogromnych ilości energii. To właśnie dzięki niej centrum macierzystej galaktyki jest tak jasne, że dosłownie przyćmiewa swym blaskiem samą galaktykę, czyli światło tworzących ją miliardów gwiazd.

Jak jednak dokonano tego ciekawego odkrycia? Naukowcy uważnie przyglądali się archiwalnym obserwacjom z Hubble'a wykonanym w świetle ultrafioletowym, starając się znaleźć jakiekolwiek wyjaśnienie wyjątkowo silnego świecenia centrum galaktyki Mrk 231. Szybko okazało się, że gdyby faktycznie rezydowała tam tylko jedna czarna dziura, w ultrafiolecie widać byłoby cały gaz zawarty w otaczającym ją dysku akrecyjnym. Tak jednak nie jest. Promieniowanie to w pewnym miejscu przestaje być dobrze widoczne, a sam dysk wydaje się asymetryczny. Oznacza to z dużym prawdopodobieństwem, iż obecny tam dysk akrecyjny ma ogromną dziurę. A najbardziej wiarygodnym wytłumaczeniem tego faktu obserwacyjnego jest oddziaływanie grawitacyjne dysku akrecyjnego z układem dwóch wzajemnie okrążających się czarnych dziur - wówczas mniejsza z nich krąży po prostu w pobliżu wewnętrznej krawędzi głównego dysku, posiadając jednocześnie swój mniejszy, słabiej świecący dysk akrecyjny, także świecący w promieniach UV - stąd też obserwowana asymetria emisji.

W przypadku obiektu Markarian 231 wynikiem istnienia dwóch czarnych dziur jest energetyczna galaktyka typu starburst, z tempem formowania się gwiazd 100 razy większym niż w Drodze Mlecznej. Znajduje się ona w odległości 600 milionów lat świetlnych od Ziemi. Co z jej przyszłością? Naukowcy przewidują, że czarne dziury będą poruszały się po coraz ciaśniejszych orbitach, po czym ostatecznie zderzą się ze sobą za kilka tysięcy lat.

Nowe odkrycia pociągają za sobą być może kolejny dowód na to, że wielkoskalowa struktura Wszechświata może systematycznie tworzyć się poprzez zlewanie się galaktyk i ich gromad. Mniejsze struktury nieustannie łączą się w większe, a układy dwóch czarnych dziur są tego naturalną konsekwencją. Co więcej - z odkrycia wynika, że naukowcy właśnie zyskali nową metodą wykrywania takich obiektów podwójnych, o tyle wygodną, że angażującą jedynie obserwacje w ultrafiolecie.


Cały artykuł: Yan, Chang-Shuo; Lu, Youjun; Dai, Xinyu; Yu, Qingjuan, A Probable Milli-parsec Supermassive Binary Black Hole in the Nearest Quasar Mrk 231.

Liczba odsłon: 1340


To zdjęcie pochodzące z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a ukazuje wyjątkowo jasną poświatę centrum galaktyki aktywnej Markarian 231 - będącej najbliższym nam kwazarem. Kwazary są zasilane przez centralne czarne dziury rozgrzewające otaczający je gaz, który w następstwie tego wyzwala ogromne ilości energii. Bardziej precyzyjne obserwacje wskazują jednak na to, że w tym konkretnym kwazarze znajdują się aż dwie okrążające się nawzajem czarne dziury.
Źródło: NASA/ESA/The Hubble Heritage Team