eso2117pl — Komunikat naukowy

Teleskop ESO znalazł najbliższą parę supermasywnych czarnych dziur

30 listopada 2021

Korzystając z należącego do Europejskiego Obsewratorium Południowego (ESO) teleskopu VLT, astronomowie odnaleźli najbliższą względem Ziemi parę supermasywnych czarnych dziur spośród kiedykolwiek zaobserwowanych. Oba obiekty mają również znacznie mniejszą separację niż jakakolwiek inna znana para supermasywnych czarnych dziur i ostatecznie połączą się w jedną olbrzymią czarną dziurę.

Para supermasywnych czarnych dziur w galaktyce NGC 7727 w konstelacji Wodnika znajduje się około 89 milionów lat świetlnych od Ziemi. Może się to wydawać daleko, ale całkiem znacząco bije dotychczasowy rekord 470 milionów lat świetlnych, czyniąc nowo odnalezioną parę najbliższą ze znanych.

Supermasywne czarne dziury czają się w centrach masywnych galaktyk, a gdy dwie takie galaktyki łączą się, czarne dziury trafiają na kurs kolizyjny. Para w NGC 7727 bije rekord w najmniejszej separacji pomiędzy dwoma supermasywnymi czarnymi dziurami, gdyż obserwacje wskazują, że odległość pomiędzy nimi wynosi zaledwie 1600 lat świetlnych. „Po raz pierwszy znaleźliśmy dwie supermasywne czarne dziury, które znajdują się blisko siebie, mniej niż połowa separacji u dotychczasowych rekordzistek” mówi Karina Voggel, astronom ze Strasbourg Observatory we Francji, pierwsza autorka badań opublikowanych dzisiaj w Astronomy & Astrophysics.

“Małe oddzielenie oraz prędkość dwóch czarnych dziur wskazują, że połączą się one w monstrualną czarną dziurę, co nastąpi przypuszczalnie w ciągu następnych 250 milionów lat” dodaje współautor Holger Baumgardt, profesor na University of Queensland (Australia). Łączenie się czarnych dziur, takich jak opisywane, może wyjaśniać kwestię, jak powstają najbardziej masywne czarne dziury we Wszechświecie.

Voggel i jej zespół byli w stanie ustalić masy dwóch obiektów analizując jak grawitacyjne przyciąganie czarnych dziur wpływa na ruch gwiazd wokół nich. W przypadku większej czarnej dziury, znajdującej się dokładnie w jądrze NGC 7727, udało się ustalić masę na prawie 154 miliony razy większą niż Słońce, podczas gdy jej towarzyszka ma 6,4 miliona mas Słońca.

To pierwszy raz, kiedy masy zmierzono w ten sposób dla pary supermasywnych czarnych dziur. To osiągnięcie było możliwe dzięki bliskości systemu w stosunku do Ziemi i szczegółowym obserwacjom zespołu uzyskanym w Obserwatorium Paranal w Chile przy pomocy Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) na teleskopie VLT. Voggel uczyła się pracy z tym instrumentem w czasach, gdy była studentką w ESO. Wyznaczając masy przy pomocy MUSE oraz używając dodatkowych danych z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, zespołowi udało się potwierdzić, że obiekty w NGC 7727 są faktycznie supermasywnymi czarnymi dziurami.

Astronomowie podejrzewali, że galaktyka posiada dwie czarne dziury, ale aż do tej pory nie byli w stanie potwierdzić ich istnienia, ponieważ nie widzimy dużych ilości wysokoenergetycznego promieniowania pochodzącego z ich najbliższego otoczenia. „Nasze odkrycie wskazuje, że takich reliktów z łączenia się galaktyk może istnieć o wiele więcej i mogą zawierać mnóstwo ukrytych masywnych czarnych dziur, które ciągle czekają na odnalezienie” mówi Voggel. „Może to zwiększyć całkowitą liczbę supermasywnych czarnych dziur znanych w lokalnym Wszechświecie o 30 procent.”

Naukowcy spodziewają się, że dzięki Ektsremalnie Wielkiemu Teleskopowi (ELT), który ESO planuje uruchomić pod koniec tej dekady na chilijskiej pustyni Atakama, poszukiwania podobnych ukrytych par supermasywnych czarnych dziur nabiorą wielkiego rozpędu. „Ta detekcja pary supermasywnych czarnych dziur jest dopiero początkiem” mówi współautor Steffen Mieske, astronomer w ESO w Chile, Dyrektor ESO Paranal Science Operations. „Dzięki instrumentowi HARMONI na ELT będziemy w stanie dokonywać podobnych detekcji znacznie dalej niż to jest obecnie możliwe. Należący do ESO teleskop ELT będzie nieodzowny dla zrozumienia tych obiektów.”

Więcej informacji

Wyniki badań przedstawiono w artykule pt. „First Direct Dynamical Detection of a Dual Super-Massive Black Hole System at sub-kpc Separation”, który ukaże się w Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202140827).

Skład zespołu badawczego: Karina T. Voggel (Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg, Francja), Anil C. Seth (University of Utah, Salt Lake City, USA [UofU]), Holger Baumgardt (School of Mathematics and Physics, University of Queensland, St. Lucia, Australia), Bernd Husemann (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany [MPIA]), Nadine Neumayer (MPIA), Michael Hilker (European Southern Observatory, Garching bei München, Niemcy), Renuka Pechetti (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, Wielka Brytania), Steffen Mieske (European Southern Observatory, Santiago de Chile, Chile), Antoine Dumont (UofU) oraz Iskren Georgiev (MPIA).

Europejskie Obserwatorium Astronomiczne (ESO) umożliwia naukowcom na odkrywanie tajemnic Wszechświata z korzyścią dla nas wszystkich. Projektujemy, budujemy i zarządzamy światowej klasy obserwatoriami naziemnymi – których astronomowie używają do odpowiadania na ciekawe pytania i szerzenia fascynacji astronomią – a także promujemy międzynarodową współpracę w astronomii. Ustanowione w 1962 roku jako organizacja międzynarodowa, ESO jest wspierane przez 16 krajów członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy), a także Chile jako kraj gospodarz, oraz Australię jako strategicznego partnera. Siedziba ESO, a także jego centrum popularyzacji nauki i planetarium (ESO Supernova) znajdują się w pobliżu Monachium w Niemczech, natomiast chilijska pustynia Atakama – niesamowite miejsce z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba – jest domem dla naszych teleskopów. ESO zarządza trzema lokalizacjami obserwacyjnymi w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope – Bardzo Duży Teleskop) oraz dwa teleskopy do przeglądów nieba. VISTA pracuje w podczerwieni, VLT Survey Telescope w zakresie widzialnym. W Paranal ESO zarządza także południowym obserwatorium CTA (Cherenkov Telescope Array South) – największym na świecie i najbardziej czułym obserwatorium promieniowania gamma. Wspólnie z międzynarodowymi partnerami ESO zarządza także radioteleskopami APEX i ALMA, które są instrumentami do obserwacji nieba w zakresach milimetrowym i submilimetrowym. Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe oko świata na niebo”, czyli Ekstremalnie Wielki Teleskop (Extremely Large Telescope, ELT). Nasza działalność w Chile jest zarządzania z biur ESO w Santiago, gdzie współpracujemy też z chilijskimi partnerami.

Linki

Kontakt

Krzysztof Czart
Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Karina Voggel
Strasbourg Observatory, University of Strasbourg
Strasbourg, France
E-mail: karina.voggel@astro.unistra.fr

Holger Baumgardt
School of Mathematics and Physics, University of Queensland
St. Lucia, Queensland, Australia
Tel.: +61 (0)7 3365 3430
E-mail: h.baumgardt@uq.edu.au

Steffen Mieske
European Southern Observatory
Vitacura, Santiago, Chile
Tel.: +56 22 463 3060
E-mail: smieske@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso2117

O komunikacie

Komunikat nr:eso2117pl
Nazwa:NGC 7727
Typ:Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instrumenty:MUSE
Science data:2022A&A...658A.152V

Zdjęcia

Close-up and wide views of the nearest pair of supermassive black holes
Close-up and wide views of the nearest pair of supermassive black holes
Po angielsku
Close-up view of the nearest pair of supermassive black holes
Close-up view of the nearest pair of supermassive black holes
Po angielsku
Bumps in the heavens
Bumps in the heavens
Po angielsku
Wide-field view of the region of the sky hosting NGC 7727
Wide-field view of the region of the sky hosting NGC 7727
Po angielsku

Filmy

Supermassive Black Holes on a Collision Course (ESOcast 246 Light)
Supermassive Black Holes on a Collision Course (ESOcast 246 Light)
Po angielsku
Journey to the closest pair of supermassive black holes
Journey to the closest pair of supermassive black holes
Po angielsku
How MUSE uncovered the closest pair of supermassive black holes
How MUSE uncovered the closest pair of supermassive black holes
Po angielsku