Astronomen kondigen de ontdekking van superzware zwarte gaten aan

Twee superzware zwarte gaten draaien om elkaar heen in een binair systeem. Ze zijn 10 keer dichter bij elkaar dan de zwarte gaten in het enige andere bekende binaire superzware zwarte gatensysteem. Krediet: Caltech / R. Hurt (IPAC)

Een team van onderzoekers van de Purdue University en andere instellingen heeft een enorme massa ontdekt[{” attribute=””>black hole binary system, one of only two known such systems. The two black holes, which orbit each other, likely weigh the equivalent of 100 million suns each. One of the black holes powers a massive jet that moves outward at nearly the speed of light. The system is so far away that the visible light seen from Earth today was emitted 8.8 billion years ago.

The two are only between 200 AU and 2,000 AU apart, at least 10 times closer than the only other known supermassive binary black hole system. One AU is the distance from the Earth to the sun, which is about 150 million kilometers (93 million miles) or 8.3 light minutes.

The close separation is significant because such systems are expected to merge eventually. That event will release a massive amount of energy in the form of gravitational waves, causing ripples in space in every direction (and oscillations in matter) as the waves pass through.

Finding systems like this is also important for understanding the processes by which galaxies formed and how they ended up with massive black holes at their centers.

Korte samenvatting van de methoden

De onderzoekers ontdekten het systeem bij toeval toen ze een terugkerend sinusvormig patroon in de emissieverschillen van radiohelderheid in de loop van de tijd opmerkten, gebaseerd op gegevens die na 2008 zijn genomen. Een daaropvolgende zoektocht naar historische gegevens onthulde dat het systeem eind jaren zeventig ook op dezelfde manier veranderde tot begin jaren tachtig. Dit soort variantie is precies wat onderzoekers zouden verwachten als een stroomemissie van het ene zwarte gat zou worden beïnvloed door het Doppler-effect vanwege zijn baanbeweging terwijl het rond het andere zwarte gat oscilleerde. Matthew Lister van Purdue University’s School of Science en zijn team hebben het systeem van 2002 tot 2012 in beeld gebracht, maar de radiotelescoop van het team heeft niet de resolutie die nodig is om individuele zwarte gaten op zo’n grote afstand op te lossen. De beeldgegevens ondersteunen het binaire zwarte gat-scenario en bieden ook de richtingshoek van de uitstroom, wat een belangrijk onderdeel is van het bladmodel voor door Doppler geïnduceerde veranderingen.

In de loopbare animatie van deze kunstenaar zijn twee superzware zwarte gaten te zien die om elkaar heen draaien. Het meest massieve zwarte gat, honderden miljoenen keren de massa van onze zon, zendt jets uit die in schijnbare helderheid veranderen als het duo om elkaar heen draait. Astronomen vonden bewijs van dit scenario bij een quasar genaamd PKS 2131-021 na analyse van 45 jaar radio-observaties die laten zien dat het systeem periodiek dimt en helderder wordt. Aangenomen wordt dat het waargenomen periodieke patroon het gevolg is van de orbitale beweging van de jet. Krediet: Caltech / R. Hurt (IPAC)

Ervaring van Purdue University Professor

Matthew Lister, hoogleraar natuurkunde en sterrenkunde, Purdue University School of Science, is gespecialiseerd in zijn onderzoek op de volgende gebieden: actieve galactische kernen, astrofysische jets en schokken, quasars en BL Lacertae-objecten, smal gestreepte Seyfert I-sterrenstelsels en zeer lange fundamentele interferometrie.

Voor meer informatie over dit onderzoek:

Referentie: “Onverwachte verschijnselen van Blazar PKS 2131-021: een unieke kandidaat voor een superzwaar zwart gat” door S.O’Neill, S. Kiehlmann, ACS Readhead, MF Aller, RD Blandford, I. Liodakis, ML Lister, P . Mróz, C.P. O’Dea, T.J. Pearson, V. Ravi, M. Vallisneri, K.A. Cleary, M.J. Graham, K.B. Grainge, M.W. Hodges, T. Hovatta, A. Lähteenmäki, J.W. Lamb, T.J.W-Moerzio, W. V. Pavlido, T. Prince, R. A., Reeves, M. Astrofysische journaalbrieven.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac504b

Financiering: inclusief ondersteuning voor het MOJAVE-programma[{” attribute=””>NASA-Fermi grants 80NSSC19K1579, NNX15AU76G and NNX12A087G.