Astronomii au descoperit o gaură neagră de masă solară de 40 de miliarde în grupul de galaxii Abell 85. Au găsit behemoth folosind observații spectrale cu telescopul foarte mare (VLT.) Există doar câteva măsurători directe de masă pentru găurile negre, iar la aproximativ 700 de milioane de ani lumină de Pământ, aceasta este cea mai îndepărtată.
În interiorul clusterului Abell 85 se află Holm 15A, o galaxie cluster cea mai strălucitoare (BCG.) Aceasta înseamnă că este cea mai strălucitoare galaxie din clusterul Abell 85. Centrul Holm 15A este difuz și foarte slab, chiar dacă galaxia în sine este foarte luminoasă și are o masă vizibilă de stele care însumează două trilioane de mase solare. Această discrepanță aparentă a atras privirile cercetătorilor de la Institutul Max Planck pentru Fizică Extraterestră (MPE) și Observatorul Universității din Munchen (USM.)
Noul studiu a fost condus de omul de știință MPE Jens Thomas. Regiunea centrală difuză din Holm 15A este aproape la fel de mare ca Marele Magellanic Cloud, iar Thomas și ceilalți astronomi au crezut că acesta este un indiciu că o gaură neagră enorm de mare este prezentă. Echipa a folosit date din spectrometrul MUSE de pe VLT și Observatorul USM Wendelstein pentru a studia această regiune largă difuză.
Într-un comunicat de presă, Thomas a spus: „Există doar câteva zeci de măsurători directe în masă ale găurilor negre supermasive și niciodată nu s-a încercat niciodată la o asemenea distanță. Dar aveam deja o idee despre dimensiunea găurii negre din această galaxie anume, așa că am încercat-o. ”
Datele de la ambele telescoape au permis echipei să efectueze o estimare de masă bazată direct pe mișcările stelare din jurul miezului galaxiei. Când datele au intrat, au fost dezvăluite cele 40 de miliarde de masă solară gaura neagră super-masivă, ceea ce o face cea mai masivă gaură neagră din universul cunoscut.
„Aceasta este de câteva ori mai mare decât se aștepta la măsurările indirecte, cum ar fi masa stelară sau dispersia vitezei stelelor”, a declarat Roberto Saglia, om de știință principal la MPE și lector la LMU.
Centrul Holm 15A are o luminozitate superficială foarte mică și difuză. Este mult mai slab decât în alte galaxii eliptice. Acesta este un indiciu potrivit căruia multe stele au fost expulzate din centru în timpul fuziunilor care au creat acest behemoth. Studentul de doctorat LMU Kianusch Mehrgan a ajutat la analizarea unor date din acest studiu. În aceeași comunicare de presă, Mehrgan a spus: „Profilul ușor din miezul interior este foarte plat. Aceasta înseamnă că majoritatea stelelor din centru trebuie să fi fost expulzate din cauza interacțiunilor din fuziunile anterioare. "
Holm 15A este un Galaxy Tip timpuriu, sau ETG. În viziunea larg acceptată, miezurile acestor tipuri de galaxii masive se formează datorită unui proces numit „scouring de bază”. Când două galaxii se contopesc, găurile lor negre se îmbină și ele. Toate acele interacțiuni gravitaționale au un efect slingshot asupra stelelor, care le scoate din miezuri. Fără a rămâne niciun gaz în miez, nu se pot forma stele noi, ceea ce duce la acest tip de nucleu epuizat.
De fapt, profilul ușor pentru Holm 15A sugerează că cele două galaxii eliptice care au fuzionat au avut deja nuclee epuizate din fuziunile anterioare. Așa că acel nucleu epuizat, difuz, imens a fost un indiciu că o gaură neagră enormă se află în centru.
„Cea mai nouă generație de simulări computerizate ale fuziunilor galaxiei ne-a dat predicții care într-adevăr se potrivesc cu proprietățile observate destul de bine”, a spus Jens Thomas, care a furnizat și modelele dinamice. „Aceste simulări includ interacțiuni între stele și un binar cu o gaură neagră, dar ingredientul crucial este două galaxii eliptice care au deja nuclee epuizate. Aceasta înseamnă că forma profilului de lumină și traiectoriile stelelor conțin informații arheologice valoroase despre circumstanțele specifice formării miezului în această galaxie - precum și alte galaxii foarte masive. ”
Relația dintre profilul luminii și masa găurii negre ar putea duce la o mai bună înțelegere a găurilor negre și la o nouă modalitate de măsurare a masei lor.
Majoritatea găurilor negre supermasive sunt prea îndepărtate pentru a se măsura direct. Dar această cercetare indică o nouă relație între luminozitate și masă. De fiecare dată când două găuri negre se contopesc, masa crește, dar stelele sunt expulzate și miezul galactic devine mai slab, presupunând că lipsește gaz pentru formarea de stele noi.
Echipa intenționează să continue dezvoltarea modelului lor și se poate extinde mai mult decât măsurând masa găurilor negre. În lucrarea lor, „Rezultatele noastre sugerează că forma exactă a profilului luminii centrale, precum și detaliile distribuției orbitelor stelare din centru conțin informații valoroase despre istoria contopirii galaxiilor foarte masive.”
Masa majorității găurilor negre este determinată prin măsurarea mișcării stelelor aproape de centrul galactic. În galaxiile foarte îndepărtate, mișcările acelor stele nu pot fi determinate. Dar această nouă relație între lumină și masă ar putea sta la baza măsurării masei găurilor negre mai îndepărtate. După cum spun autorii în lucrarea lor, „În galaxiile de bază, masele găurilor negre se scalează invers cu luminozitatea stelară centrală a suprafeței și densitatea de masă stelară centrală - inclusiv în Holm 15A. Arătăm această corelație aici pentru prima dată. ”
Dacă această corelație va fi menținută, s-ar putea să fie doar o chestiune de timp înainte ca această gaură neagră de masă solară de 40 de miliarde să fie detronată și o nouă gaură neagră, chiar mai masivă, să-i ia locul.
Mai Mult:
- Comunicat de presă: Greutate în inima galaxiei centrale Abell 85
- Lucrare de cercetare: O MĂNĂTURĂ SOLARĂ DE 40 DE MILIOANE DE MASĂ NEGRU ÎN COREA EXTREMĂ A HOLM 15A, GALAXIA CENTRALĂ A ABELL 85
- Video Magazine de spațiu: găuri negre supermasive sau galaxiile lor? Care a venit mai întâi?
