Zderzenie dwóch czarnych dziur. Wszystko może wydarzyć się za naszego życia

Jak donoszą badacze z Ning Jiang z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Chinach, fluktuacje światła z centrum galaktyki SDSS J1430+2303 wyglądają jak para supermasywnych czarnych dziur o łącznej masie około 200 milionów Słońc, które nieuchronnie zderzą się ze sobą. Astronomowie przewidują, że jeśli sygnał rzeczywiście jest wynikiem potężnych czarnych dziur, będzie można zaobserwować ich połączenie w ciągu najbliższych trzech lat.

To może być jedyna okazja, aby zobaczyć zderzenie dwóch supermasywnych czarnych dziur, ale badacze nadal nie są pewni, czy właśnie to stało się w sercu J1429+2303.

Kosmiczny taniec

Pierwsze wykrycie kolizji czarnych dziur w 2015 roku zapoczątkowało nową, odważną erę w astronomii. Od tego czasu, dzięki falom grawitacyjnym, które te wysyłają w czasoprzestrzeń, dokonano wiele obserwacji. Do tej pory prawie wszystkie te połączenia były binarnymi parami czarnych dziur o masach porównywalnych do gwiazd. Jest ku temu bardzo ważny powód. LIGO i Virgo, instrumenty fal grawitacyjnych odpowiedzialne za ich detekcje, są zaprojektowane dla tego zakresu mas. Bardziej masywne fale generowane przez zderzające się potężne czarne dziury, w zakresie od milionów do miliardów mas Słońca, mają zakres częstotliwości zbyt niski dla obecnych obserwatoriów.

Mimo to połączenie pary supermasywnych czarnych dziur byłoby przełomową obserwacją w kosmosie. Nawet bez detektora zdolnego do wykrywania fal grawitacyjnych o niskiej częstotliwości, naukowcy spodziewają się zobaczyć ogromny rozbłysk światła w całym spektrum już za trzy lata. Dane zebrane podczas tego wybuchu mogą wiele powiedzieć o przebiegu tych wydarzeń. Badacze nie są pewni, w jaki sposób supermasywne czarne dziury stają się tak duże, ale istnieje kilka wskazówek sugerujących, że jednym z mechanizmów są właśnie połączenia binarne.

Galaktyki mają w swoich centrach supermasywne czarne dziury i można zaobserwować nie tylko zderzające się pary i grupy galaktyk, ale także supermasywne czarne dziury krążące wokół siebie na wzajemnych, rozpadających się orbitach. Ich istnienie sugeruje oscylacja światła emitowanego z galaktycznego centrum, w regularnych skalach czasowych, które sugerują orbitę.

Galaktyczna zagadka

Jądra galaktyczne to dziwne miejsca, które wysyłają sygnały trudne do zinterpretowania, co oznacza, że ​​możliwe jest, że coś innego może powodować zmienność w sercu J1430+2303.

Aby spróbować rozwiązać tę zagadkę, astronomowie zwrócili się ku falom rentgenowskim. Wykorzystując dane z szeregu obserwatoriów rentgenowskich, obejmujących okres 200 dni, zespół kierowany przez Liming Dou z Uniwersytetu Guangzhou w Chinach podjął próbę zidentyfikowania sygnatur wysokoenergetycznych, których spodziewaliby się zobaczyć w bliskiej supermasywnej czarnej dziurze binarnej na zanikającej orbicie.

Zauważyli zmiany w promieniowaniu rentgenowskim emitowanym przez galaktykę, a także rodzaj emisji związany z żelazem spadającym na czarną dziurę, którą badacze wykryli z 99,96-procentowym poziomem pewności z dwóch różnych instrumentów. Emisja ta może być związana z binarnymi supermasywnymi czarnymi dziurami. Jednak zespół nie był w stanie zmierzyć charakterystyki, która potwierdzałaby istnienie układu podwójnego czarnej dziury.

Analiza obserwacji radiowych opublikowanych w lipcu również była niejednoznaczna. Wygląda więc na to, że badacze nadal nie są w 100 procentach pewni, co stało się w J1430+2303.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo