Bildtext: En bild av galaxen COSMOS J100043.15 + 020637.2 taget med Advanced Camera for Surveys på Hubble Space Telescope. Julia Comerford.
Astronomer har upptäckt 33 par sammanslagning av svarta hål i kosmiska danser runt varandra, ett fynd som Isaac Newton förutspådde eller "koreograferade". "Dessa resultat är betydelsefulla eftersom vi nu vet att dessa" valsande "svarta hål är mycket vanligare än tidigare känt," sade Dr. Julia Comerford vid University of California, Berkeley, vid American Astronomical Society-mötet i Washington, DC. ”Galaxy-sammanslagningar orsakar valsningen, kan använda detta fynd för att avgöra hur ofta sammanslagningar inträffar. De svarta hålen som dansar mot oss skiftas mot blått ljus, och de som rör sig bort från oss flyttas mot det röda. Så det är som en kosmisk diskoboll som visar oss var de svarta hålen dansar. ”
Dansarna förekommer i dubbla svarta hål, som skiljer sig från binära svarta hål genom att avståndet mellan de två föremålen är mycket större för dubbla svarta hål.
"Dessa svarta hål har en avskiljning av ett kilo parsec," sade Comerford. "Du har inte hört talas om många små binära svarta hål, för ingen har definitivt hittat något ännu. Men det här är det näst bästa. Vi vet att dessa dualer kommer att slå samman och kan använda modeller för att ta reda på hur ofta de går samman. ”
Teamet kunde se de svarta hålen som har gas kollapsade på dem, och denna gas frigör energi och driver varje svart hål som en aktiv galaktisk kärna (AGN), som tänder det svarta hålet som en julgran.
Astronomiska observationer har visat att nästan varje galax har ett centralt supermassivt svart hål (med en massa från en miljon till en miljard gånger solens massa), och att galaxer ofta kolliderar och smälter samman för att bilda nya, mer massiva galaxer. Som en konsekvens av dessa två observationer bör en sammanslagning mellan två galaxer föra två supermassiva svarta hål till den nya, mer massiva galaxen som bildades genom sammanslagningen. De två svarta hålen gradvis in-spiral mot mitten av denna galax och deltar i ett gravitationskrig med de omgivande stjärnorna. Resultatet är en svart håldans. En sådan dans förväntas inträffa i vår egen Vintergalax om cirka 3 miljarder år, när den kolliderar med Andromedagalaxen.
Teamet av astronomer använde två nya tekniker för att upptäcka de valsande svarta hålen. Först identifierade de valsade svarta hål och deras hastigheter genom diskobollen i rödskift eller blåskift.
Den andra tekniken för att identifiera valsade svarta hål genom en chansupptäckt av en nyfiken galax. Medan man visuellt inspekterade bilder av galaxer tagna med Advanced Camera for Surveys på Hubble Space Telescope, såg teamet en galax med en tidvattenstjärna av stjärnor, gas och damm, ett otänkbart tecken på att galaxen nyligen hade smälts samman med en annan galax, och galaxen innehöll också två ljusa kärnor nära dess centrum. Teamet insåg att de två ljusa kärnorna kan vara AGN: erna för två valsande svarta hål, en hypotes som till synes stöds av den senaste galaxfusionsaktiviteten som framgår av tidvattenssvansen. För att testa denna hypotes, fick nästa natt teamet ett spektrum av galaxen med DEIMOS-spektrografen på det 10 meter (400-tums) Keck II-teleskopet på Mauna Kea, Hawaii.
Spektrumet visade att de två centrala kärnorna i galaxen verkligen var båda AGN: er, vilket stödjer teamets hypotes att galaxen har två supermassiva svarta hål. De svarta hålen kan valsa in i värdgalaxen, eller galaxen kan ha ett återbelastande svart hål som kastas ut ur galaxen genom tyngdkraftsvågutsläpp; ytterligare observationer är nödvändiga för att skilja mellan dessa förklaringar.
Comerford sa att dessa nya tekniker kan användas för att hitta många fler valsande par i framtiden.
Källa: AAS, Dr. Julia Comerfords webbplats
