NGC 6240 is een puzzel voor astronomen. Lange tijd dachten astronomen dat het sterrenstelsel het resultaat is van een fusie tussen twee sterrenstelsels, en die fusie is duidelijk in de vorm van het sterrenstelsel: het ziet er onrustig uit, met twee kernen en uitbreidingen en lussen.
NGC 6240 is ongeveer 400 miljoen lichtjaar verwijderd in het sterrenbeeld Ophiuchus. Ook al is het intensief bestudeerd, het is een erg stoffige plek en bepaalde details zijn verborgen. Maar een nieuwe studie met de Very Large Telescope (VLT,) van de European Southern Observatory (ESO) en de geavanceerde 3D MUSE Spectrograph, heeft een nieuw venster geopend in NGC 6240 en een grote verrassing onthuld.
Het sterrenstelsel is het resultaat van het niet samensmelten van twee sterrenstelsels, maar van drie. En als gevolg daarvan zijn er niet twee superzware zwarte gaten, maar drie.
'Tot dusver was in het universum nog nooit zo'n concentratie van drie superzware zwarte gaten ontdekt.'
Dr. Peter Weilbacher, Leibniz Instituut voor Astrofysica.
De MUSE-spectrograaf is een zichtbare lichtspectrograaf met zowel een breed gezichtsveld als een uitstekende ruimtelijke resolutie dankzij adaptieve optiek. Het is wat bekend staat als een panoramische integraal-veldspectrograaf. Het zag het eerste licht in 2014 en is geoptimaliseerd voor het bestuderen van een grote verscheidenheid aan objecten, waaronder superzware zwarte gaten in nabijgelegen sterrenstelsels. Astronomen gebruikten de kracht van MUSE om met meer precisie dan ooit tevoren in NGC 6240 te turen, waardoor de drie superzware zwarte gaten zichtbaar werden.
Een internationaal team van wetenschappers heeft dit nieuwe onderzoek geleid, onder leiding van wetenschappers uit Göttingen en Potsdam. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy and Astrophysics. Hun artikel is getiteld "Een drievoudig kernensysteem in de gevorderde of laatste fase van samenvoeging".
"Door onze waarnemingen met een extreem hoge ruimtelijke resolutie konden we aantonen dat het interagerende melkwegstelsel NGC 6240 niet twee - zoals eerder aangenomen - maar drie superzware zwarte gaten in zijn centrum herbergt", zegt professor Wolfram Kollatschny van de Universiteit van Göttingen, de hoofdauteur van de studie.
"Tot nu toe was een dergelijke concentratie van drie superzware zwarte gaten nog nooit in het universum ontdekt", voegt dr. Peter Weilbacher van het Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) toe. "De huidige zaak levert het bewijs van een gelijktijdig samenvoegingsproces van drie sterrenstelsels samen met hun centrale zwarte gaten."
Deze studie kan deel uitmaken van een ontbrekende schakel in ons begrip van hoe sterrenstelsels ontstaan. De grootste, meest massieve sterrenstelsels in het universum zijn een beetje een puzzel. Ons begrip van hoe ze zich vormen, kan de grootste niet verklaren. Er is in de leeftijd van ongeveer 14 miljard jaar van het heelal niet genoeg tijd geweest om de meest massieve sterrenstelsels te vormen, zelfs als we rekening houden met het samengaan van twee sterrenstelsels.
Maar als drie sterrenstelsels tegelijkertijd kunnen samensmelten, zoals NGC 6240, dan is dat een lange weg om het bestaan van enorme sterrenstelsels te verklaren.
"Als er echter gelijktijdig samenvoegingsprocessen van verschillende sterrenstelsels zouden plaatsvinden, dan zouden de grootste sterrenstelsels met hun centrale superzware zwarte gaten veel sneller kunnen evolueren", zei Peter Weilbacher in een persbericht. "Onze waarnemingen geven de eerste indicatie van dit scenario."
De mogelijkheden van de MUSE-spectrograaf maakten deze ontdekking mogelijk. Het is niet alleen gemonteerd op de 8-meter VLT met adaptieve optiek, waardoor het een scherpte heeft die lijkt op de Hubble-ruimtetelescoop, maar het creëert een spectrum voor elke afzonderlijke pixel in het beeld. Door die kracht kon het in het stof turen en het zuidelijke zwarte gat oplossen in twee afzonderlijke zwarte gaten.
NGC 6240 is waarschijnlijk aan het einde van zijn fusieproces, dat meer dan een miljard jaar kan duren. Elk van de superzware zwarte gaten heeft meer massa dan 90 miljoen zonnen, en uiteindelijk zullen alle drie deze zwarte gaten samensmelten tot één gigantische kolos. Wanneer dat gebeurt, ergens in de verre toekomst, zal die fusie krachtige zwaartekrachtsgolven veroorzaken.
Meer:
- Persbericht: het gelijktijdig samenvoegen van gigantische sterrenstelsels
- Onderzoeksdocument: NGC 6240: een drievoudig kernensysteem in de gevorderde of uiteindelijke fusiestatus
- VLT Muse
