Gepaarde zwarte gaten zijn theoretisch gebruikelijk, maar zijn tot nu toe aan detectie ontsnapt.
Astronomen Todd Boroson en Tod Lauer, van het National Optical Astronomy Observatory (NOAO) in Tucson, Arizona, hebben in het centrum van één melkwegstelsel twee enorme zwarte gaten gevonden die op elkaar lijken. Hun ontdekking verschijnt in het nummer van deze weekNatuur.
Astronomen vermoedden al lang dat de meeste grote sterrenstelsels zwarte gaten in hun centrum bevatten en dat de meeste sterrenstelsels tijdens hun leven een soort fusie hebben ondergaan. Maar hoewel binaire black hole-systemen veel voorkomen, zijn ze moeilijk te vinden. Boroson en Lauer geloven dat ze een sterrenstelsel hebben gevonden met twee zwarte gaten, die om de 100 jaar of zo om elkaar heen draaien. Ze lijken slechts 1/10 deel van een parsec van elkaar verwijderd te zijn, een tiende van de afstand van de aarde tot de dichtstbijzijnde ster.
Nadat een sterrenstelsel is gevormd, is het waarschijnlijk dat er zich ook een enorm zwart gat in het midden kan vormen. Omdat veel sterrenstelsels worden gevonden in een cluster van sterrenstelsels, kunnen individuele sterrenstelsels met elkaar in botsing komen terwijl ze in een baan rond de cluster draaien. Het mysterie is wat er met deze centrale zwarte gaten gebeurt wanneer sterrenstelsels botsen en uiteindelijk samenvloeien. Theorie voorspelt dat ze om elkaar heen zullen draaien en uiteindelijk zullen opgaan in een nog groter zwart gat.
"Eerder werk heeft potentiële voorbeelden geïdentificeerd van zwarte gaten die op weg zijn om samen te voegen, maar de door Boroson en Lauer gepresenteerde zaak is speciaal omdat de koppeling nauwer is en het bewijs veel sterker", schreef Jon Miller, een astronoom van de University of Michigan, in een begeleidende redactie.
Het materiaal dat in een zwart gat valt, zendt licht uit in gebieden met een smalle golflengte en vormt emissielijnen die kunnen worden gezien wanneer het licht in een spectrum wordt verspreid. De emissielijnen bevatten de informatie over de snelheid en richting van het zwarte gat en het materiaal dat erin valt. Als er twee zwarte gaten aanwezig zijn, zouden ze om elkaar heen draaien voordat ze samenvloeien en zouden ze een karakteristieke dubbele handtekening in hun emissielijnen hebben. Deze handtekening is nu gevonden.
Het kleinere zwarte gat heeft een massa van 20 miljoen keer die van de zon; de grotere is 50 keer groter, zoals bepaald door hun orbitale snelheden.
Boroson en Lauer gebruikten gegevens van de Sloan Digital Sky Survey, een telescoop met een diameter van 2,5 meter (8 voet) op Apache Point in het zuiden van New Mexico om te zoeken naar deze karakteristieke dubbele zwarte gatensignatuur onder 17.500 quasars.
Quasars zijn de meest lichtgevende versies van de algemene klasse van objecten die bekend staan als actieve sterrenstelsels, die honderd keer helderder kunnen zijn dan ons Melkwegstelsel en die worden aangedreven door de aangroei van materiaal in superzware zwarte gaten in hun kernen. Astronomen hebben meer dan 100.000 quasars gevonden.
Boroson en Lauer moesten de mogelijkheid elimineren dat ze twee sterrenstelsels zagen, elk met hun eigen zwarte gat, bovenop elkaar. Om te proberen deze superpositiemogelijkheid te elimineren, bepaalden ze dat de quasars op dezelfde door roodverschuiving bepaalde afstand waren en dat er slechts een handtekening was van één gaststelsel.
'De dubbele set brede emissielijnen is een vrij overtuigend bewijs van twee zwarte gaten', zei Boroson. “Als dit in feite een toevallige superpositie was, dan moet een van de objecten heel bijzonder zijn. Een leuk ding over dit binaire zwarte gaten systeem is dat we voorspellen dat we binnen een paar jaar waarneembare snelheidsveranderingen zullen zien. We kunnen onze uitleg testen dat het binaire zwarte-gatenstelsel is ingebed in een sterrenstelsel dat zelf het resultaat is van een samenvoeging van twee kleinere sterrenstelsels, die elk een van de twee zwarte gaten bevatten. ”
LEAD IMAGE CAPTION (meer): Artist's concept van het binaire superzware zwarte gaten systeem. Elk zwart gat is omgeven door een schijf materiaal die geleidelijk in zijn greep ronddraait en straling van röntgenstralen naar radiogolven afgeeft. De twee zwarte gaten maken elke 100 jaar een baan rond hun massacentrum en reizen met een relatieve snelheid van 6000 kilometer (3728 mijl) per seconde. (Credit P. Marenfeld, NOAO)
Bron: NOAO
