Архивдик телескоптун маалыматтарын колдонуу Түндүк Gemini, астрономдор буга чейин табылган супермассивдүү кара тешиктердин эң оор жуптарын өлчөгөн. Эки супермассивдүү кара тешиктердин биригиши - бул көптөн бери алдын ала айтылган, бирок эч качан байкалбаган көрүнүш. Бул массалык жуп мындай окуянын ааламда эмне үчүн күмөндүү көрүнгөнү тууралуу маалымат берет.
Дээрлик ар бир массалык галактика анын борборунда супермассивдүү кара тешик бар. Эки галактика кошулганда, алардын кара тешиктери экилик жупту түзүшү мүмкүн, башкача айтканда, бири-бири менен байланышкан орбитада болот. Бул экилик жуптар убакыттын өтүшү менен биригүү үчүн арналган деп болжолдонууда, бирок бул эч качан байкалган эмес. Мындай окуя болушу мүмкүнбү деген суроо астрономдор арасында ондогон жылдар бою талаш-тартыш болуп келген.
Астрономдор B2 0402+379 эллиптикалык галактикасында жайгашкан супермассивдүү бинардык кара тешикти талдоо үчүн Улуттук физика институтунун NOIRLab башкарган Gemini эл аралык обсерваториясынын жарымы болгон Гавайидеги Gemini North телескобунан алынган маалыматтарды колдонушту. Бул эки объектти өз-өзүнчө көрүү үчүн жетиштүү деңгээлде байкалган жалгыз супермассивдүү экилик кара тешик жана ал түз өлчөнгөн эң кыска аралык боюнча рекордду, болгону 24 жарык жылын түзөт. Мындай жакын аралык күчтүү биригүүдөн кабар берет, бирок андан аркы иликтөө жуптун үч миллиард жылдан ашык убакыттан бери бул аралыкта тыгылып калганын аныктады, бул суроо туулат: Кечигүүнүн себеби эмнеде?
Бул системанын динамикасын жана анын токтоп калган биригүүсүн жакшыраак түшүнүү үчүн, команда кара тешиктерге жакын жердеги жылдыздардын ылдамдыгын аныктоого мүмкүндүк берген Gemini North Multi-Object Spectrograph (GMOS) архивдик маалыматтарына кайрылды.
Стэнфорд университетинин физика профессору жана эмгектин авторлорунун бири Роджер Романи: «ГМОСтун укмуштуудай сезгичтиги жылдыздардын галактиканын борборуна жакындаган сайын ылдамдыгынын жогорулашын картага түшүрүүгө мүмкүндүк берди. "Мунун аркасында биз ал жердеги кара тешиктердин жалпы массасы жөнүндө жыйынтык чыгара алдык."
Команда экилик кара тешиктин массасы Күндүн массасынан 28 миллиард эсе чоң деп эсептейт, бул жупту буга чейин өлчөнгөн эң оор бинардык кара тешик кылат. Бул өлчөө экилик системанын түзүлүшү жана анын галактикасынын тарыхы үчүн баалуу контекстти гана камсыз кылбастан, ошондой эле супермассивдүү бинардык кара тешиктин массасы потенциалдуу биригүүнү токтотууда негизги ролду ойнойт деген көптөн бери айтылып келген теорияны ырастайт.
Gemini эл аралык обсерваториясынын маалымат архивинде пайдаланылбаган илимий ачылыштардын алтын кени бар, - деди Мартин Стилл, Gemini эл аралык обсерваториясынын NSF программасынын директору. "Бул супермассивдүү бинардык кара тешиктин массасын өлчөө - бул бай архивди изилдеген жаңы изилдөөлөрдүн потенциалдуу таасиринин айкын мисалы."
Бул бинардык түзүлүштүн кандайча пайда болгонун түшүнүү анын качан жана качан бириге турганын алдын ала айтууга жардам берет — бир нече илинчек жуп бир нече галактикалардын биригүүсүнөн пайда болгонун көрсөтүп турат. Биринчиден, B2 0402+379 - бул "фоссил кластери", башкача айтканда, бүтүндөй бир галактикалар кластериндеги жылдыздар менен газдын бир массивдүү галактикага кошулушунун натыйжасы. Кошумчалай кетсек, эки супермассивдүү кара тешиктин болушу, алардын чоң бириккен массасы менен биригип, алардын ар кандай галактикалардан келген бир нече кичине кара тешиктердин биригишинен пайда болгонун көрсөтүп турат.
Галактикалык биригүүдөн кийин супермассивдүү кара тешиктер бетме-бет кагылбайт. Тескерисинче, алар чектелген орбитага жайгашып, бири-биринин жанынан учуп башташат. Ар бир өткөн сайын энергия кара тешиктерден айланасындагы жылдыздарга берилет. Энергиясын жоготуп, жуптар бири-биринен жарык жылдары болгонго чейин жакындап, тартылып, гравитациялык нурлануу күч алып, биригишет. Бул процесс түздөн-түз жылдыздык-массалык кара тешиктердин жуптарында байкалган - биринчи инстанция гравитациялык толкундарды аныктоонун аркасында 2015-жылы катталган, бирок бинардык супермассивдүү системаларда эч качан байкалган эмес.
Системанын өтө чоң массасы жөнүндө жаңы билим менен, команда экилик системанын орбитасын жайлатыш үчүн өтө көп сандагы жылдыздарды бири-бирине жакындатуу үчүн жетиштүү деген жыйынтыкка келген. Бул процесстин жүрүшүндө кара тешиктер айланасындагы заттардын дээрлик бардыгын сыртка чыгарып, галактиканын өзөгүн жылдыздар менен газсыз калтыргандай көрүнөт. Жуптун орбитасын андан ары басаңдатуу үчүн материал жок болгондуктан, алардын биригүүсү акыркы баскычында токтоп калды.
"Кара тешик жуптары жеңилирээк галактикаларда, адатта, тез биригүү үчүн жетиштүү жылдыздар жана массалар бар окшойт" дейт Романи. «Бул жуп өтө оор болгондуктан, жумушту бүтүрүү үчүн көп жылдыздар жана газ керек. Бирок бинардык галактика борбордук галактиканы мындай заттан тазалап, аны тоңуп, биздин изилдөөбүз үчүн жеткиликтүү кылып койду."
Алар стагнацияны жеңип, акыры миллиондогон жылдардан кийин биригип кетеби, же түбөлүккө орбиталык туңгуюкта кала береби, аны көрүүгө болот. Эгер алар кошулса, пайда болгон гравитациялык толкундар жылдыз-массалык кара тешиктердин кошулушунан 100 миллион эсе күчтүү болот.
Бул түгөй бул акыркы аралыкты дагы бир галактикалык биригүү аркылуу жеңип чыгышы мүмкүн, ал системага кошумча материалды же үчүнчү кара тешикти дем алып, жуптун орбитасын бириктирүү үчүн жетиштүү жайлатат. Бирок, B2 0402+379 фоссилдик кластер статусун эске алганда, галактикалардын жаңы биригиши күмөн.
"Биз B2 0402+379 өзөгүн мындан аркы изилдөөнү чыдамсыздык менен күтөбүз, ал жерде канча газ бар экенин көрөбүз" деди Тирт Сурти, Стэнфорд аспиранты жана кагаздын башкы автору. "Бул бизге супермассивдүү кара тешиктер убакыттын өтүшү менен биригип кете алабы же алар бинардык система катары кала береби же жокпу, көбүрөөк түшүнүк берет."
Ошондой эле окуңуз: