Într-o galaxie aflată la patru miliarde de ani lumină distanță, trei găuri negre supermasive sunt blocate într-o îmbrățișare vârtejitoare. Este cel mai strâns trio de găuri negre cunoscute până în prezent și chiar sugerează că aceste sisteme strâns ambalate sunt mai frecvente decât se credea până acum.
„Ceea ce rămâne extraordinar pentru mine este că aceste găuri negre, care se află la extremul Teoriei Relativității Generale a lui Einstein, orbitează reciproc la 300 de ori mai mult decât viteza sunetului pe Pământ”, a declarat autorul principal Roger Deane de la Universitatea Cape Oraș într-un comunicat de presă.
„Nu numai asta, ci folosind semnalele combinate de la radiotelescoapele de pe patru continente, suntem capabili să observăm acest sistem exotic la o treime din drum peste Univers. Îmi creează o mare entuziasm, deoarece aceasta este doar zgârierea suprafeței unei lungi liste de descoperiri care vor fi posibile cu Arătura Kilometrului Pătrat. "
Sistemul, denumit SDSS J150243.091111557.3, a fost identificat pentru prima dată ca un quasar - o gaură neagră supermasivă din centrul unei galaxii, care acumulează rapid material și strălucește puternic - acum patru ani. Însă spectrul său era ușor neplăcut, cu linia sa de emisie de oxigen dublu ionizată [OIII] împărțită în două vârfuri în loc de una.
O explicație favorabilă a sugerat că există două găuri negre supermasive active care se ascund în miezul galaxiei.
O galaxie activă prezintă de obicei linii cu emisie îngustă cu vârf unic, care provin dintr-o regiune înconjurătoare de gaz ionizat, a spus Deane pentru Space Magazine. Faptul că această galaxie activă prezintă linii de emisie cu vârf dublu, sugerează că există două regiuni înconjurătoare de gaz ionizat și, prin urmare, două găuri negre supermasive active.
Dar una dintre găurile negre super-masive era cuprinsă de praf. Așa că Deane și colegii săi au săpat puțin mai departe. Au folosit o tehnică numită Interferometrie de bază foarte lungă (VLBI), care este un mijloc de conectare a telescoapelor, combinând semnale separate până la 10.000 km pentru a vedea detalii de 50 de ori mai mari decât Telescopul spațial Hubble.
Observațiile din rețeaua europeană VLBI - o serie de antene europene, chineze, ruse și sud-americane - au dezvăluit că gaura neagră supermasivă acoperită de praf a fost din nou două în loc de una, făcând sistemul în total trei găuri negre supermasive.
"Acest lucru a fost atât de surprinzător", a spus Deane pentru Space Magazine. „Scopul nostru a fost să confirmăm cele două găuri negre suspectate. Nu ne-am așteptat ca unul dintre acestea să fie de fapt două, care ar putea fi dezvăluite doar de Rețeaua VLBI Europeană datorită [detaliilor] foarte fine pe care le poate discerne. ”
Deane și colegii săi au privit șase galaxii similare înainte de a găsi primul lor trio. Faptul că au găsit unul atât de repede sugerează că sunt mai comune decât se credea până acum.
Înainte de astăzi, erau cunoscute doar patru sisteme triplice de găuri negre, cea mai apropiată pereche fiind de 2,4 kiloparsecuri între ele - aproximativ 2.000 de ori distanța de la Pământ până la cea mai apropiată stea, Proxima Centauri. Dar cea mai apropiată pereche din acest trio este separată de doar 140 parsecs - aproximativ de 10 ori aceeași distanță.
Deși Deane și colegii lor s-au bazat pe rezoluția fenomenală a tehnicii VLBI pentru a separa spațial cele două găuri negre apropiate, acestea au arătat, de asemenea, că prezența lor poate fi dedusă din caracteristici la scară mai mare. Mișcarea orbitală a găurii negre, de exemplu, este imprimată pe jeturile sale mari, răsucindu-le într-o formă asemănătoare elicoidală. Acest lucru poate furniza telescoape mai mici cu un instrument pentru a le găsi cu o eficiență mult mai mare.
„Dacă rezultatul se menține, va fi foarte fain”, a declarat pentru Space Magazine expertul binar supermassiv al găurii negre, Jessie Runnoe, de la Universitatea de Stat din Pennsylvania. Această cercetare are implicații multiple pentru înțelegerea fenomenelor ulterioare.
Primul aruncă o lumină asupra evoluției galaxiei. Două sau trei găuri negre supermasive sunt arma de fumat pe care galaxia le-a contopit cu alta. Așadar, examinând în detaliu aceste galaxii, astronomii pot înțelege modul în care galaxiile au evoluat în formele și dimensiunile lor actuale.
A doua aruncă lumină asupra unui fenomen cunoscut sub numele de radiații gravitaționale. Teoria generală a relativității a lui Einstein prevede că atunci când una dintre cele două sau trei găuri negre supermasive spira spre interior, undele gravitaționale - se înfundă în țesătura spațiului-timp în sine - se propagă în spațiu.
Viitoarele telescoape radio ar trebui să poată măsura undele gravitaționale din astfel de sisteme, pe măsură ce orbitele lor se descompun.
„Mai departe, în viitor, Arătura Kilometrului Pătrat ne va permite să găsim și să studiem aceste sisteme în detaliu rafinat, și ne va permite cu adevărat [să] înțelegem mult mai bine modul în care găurile negre formează galaxiile de-a lungul istoriei Universului”, a spus coautor Matt Jarvis de la Universitățile din Oxford și Western Cape.
Cercetarea a fost publicată astăzi în revista Nature.
