NGC 6240 är ett pussel för astronomer. Under lång tid trodde astronomer att galaxen är ett resultat av en sammanslagning mellan två galaxer, och att sammanslagningen är tydlig i galaxens form: Den har ett oupplöst utseende, med två kärnor och förlängningar och slingor.
NGC 6240 är ungefär 400 miljoner ljusår bort, i stjärnbilden Ophiuchus. Även om det har studerats intensivt är det en mycket dammig plats och vissa detaljer har blivit dolda. Men en ny studie med European Southern Observatory (ESO) Very Large Telescope (VLT,) tillsammans med den avancerade 3D MUSE-spektrografen har öppnat ett nytt fönster i NGC 6240 och avslöjat en stor överraskning.
Galaxen är resultatet av att inte två galaxer slås samman, utan tre. Och som ett resultat är det hemmet till inte två supermassiva svarta hål, utan tre.
"Fram till nu hade en sådan koncentration av tre supermassiva svarta hål aldrig upptäckts i universum."
Dr Peter Weilbacher, Leibniz institut för astrofysik.
MUSE-spektrografen är en synlig ljusspektrograf med både ett brett synfält och utmärkt rumslig upplösning, tack vare adaptiv optik. Det är det som är känt som en panoramaspektrograf med integrerat fält. Den såg första ljuset 2014 och är optimerad för att studera en mängd olika objekt, inklusive supermassiva svarta hål i närliggande galaxer. Astronomer använde MUSEs kraft för att kika in i NGC 6240 med mer precision än någonsin tidigare och avslöjade de tre supermassiva svarta hålen.
Ett internationellt team av forskare producerade denna nya forskning, leds av forskare från Gottingen och Potsdam. Studien publiceras i tidskriften Astronomy and Astrophysics. Deras papper har titeln "Ett trippelkärnsystem i det avancerade eller slutliga läget av sammanslagning."
"Genom våra observationer med extremt hög rumslig upplösning kunde vi visa att det samverkande galaxsystemet NGC 6240 inte är värd två - som tidigare antagits - utan tre supermassiva svarta hål i dess centrum," sade professor Wolfram Kollatschny från universitetet i Göttingen, huvudförfattare till studien.
"Hittills har en sådan koncentration av tre supermassiva svarta hål aldrig upptäckts i universum," tillägger Dr Peter Weilbacher från Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP). "Det aktuella fallet ger bevis på en samtidig sammanslagningsprocess av tre galaxer tillsammans med deras centrala svarta hål."
Denna studie kan vara en del av en saknad länk i vår förståelse av hur galaxer bildas. De största, mest massiva galaxerna i universum är lite av ett pussel. Vår förståelse för hur de bildar kan inte förklara de största. Det har inte varit tillräckligt med tid i universumets ungefär 14 miljarder år för att de mest massiva galaxerna kan bildas, till och med med hänsyn till sammanslagningen av två galaxer.
Men om tre galaxer kan slås samman samtidigt, som NGC 6240 har, så går det långt mot att förklara existensen av enorma galaxer.
"Om emellertid samtidiga sammanslagningsprocesser av flera galaxer ägde rum, kunde de största galaxerna med sina centrala supermassiva svarta hål utvecklas mycket snabbare," sade Peter Weilbacher i ett pressmeddelande. "Våra observationer ger den första indikationen på detta scenario."
MUSE-spektrografins funktioner gjorde denna upptäckt möjlig. Det är inte bara monterat på 8-meters VLT med adaptiv optik, vilket ger det en skärpa som liknar Hubble Space Telescope, utan skapar ett spektrum för varje pixel i bilden. Den kraften gjorde det möjligt att kika i dammet och lösa det södra svarta hålet i två separata svarta hål.
NGC 6240 är troligen nära slutet av sin sammanslagningsprocess, vilket kan ta över en miljard år att slutföra. Var och en av de supermassiva svarta hålen har mer massa än 90 miljoner solar, och så småningom kommer alla dessa tre svarta hål att smälta samman till en massiv behemoth. När det händer, någon gång i en avlägsen framtid, kommer den sammanslagningen att skapa kraftfulla gravitationsvågor.
Mer:
- Pressmeddelande: Samtidig sammanslagning av jätte galaxer
- Forskningsdokument: NGC 6240: Ett trippelkärnsystem i avancerat eller slutligt sammanslagningstillstånd
- VLT Muse
