Astronomen kündigen die Entdeckung von supermassiven Schwarzen Löchern an

Zwei supermassive Schwarze Löcher umkreisen sich in einem binären System. Sie sind 10-mal näher beieinander als die Schwarzen Löcher in dem einzigen anderen bekannten binären supermassereichen Schwarzen-Loch-System. Bildnachweis: Caltech / R. Hurt (IPAC)

Ein Forscherteam der Purdue University und anderer Institutionen hat eine riesige Masse entdeckt[{“ 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.

Kurze Zusammenfassung der Methoden

Die Forscher entdeckten das System zufällig, als sie auf der Grundlage von Daten, die nach 2008 aufgenommen wurden, ein wiederkehrendes sinusförmiges Muster in Radiohelligkeitsemissionsunterschieden im Laufe der Zeit bemerkten. Eine anschließende Suche nach historischen Daten ergab, dass sich das System auch Ende der 1970er Jahre auf die gleiche Weise veränderte bis Anfang der 1980er Jahre. Diese Art von Varianz ist genau das, was Forscher erwarten würden, wenn eine Stromemission von einem Schwarzen Loch aufgrund seiner Umlaufbahnbewegung durch den Doppler-Effekt beeinflusst würde, wenn es um das andere Schwarze Loch oszilliert. Matthew Lister von der School of Science der Purdue University und sein Team haben das System von 2002 bis 2012 abgebildet, aber dem Radioteleskop des Teams fehlt die Auflösung, die erforderlich ist, um einzelne Schwarze Löcher in einer so großen Entfernung aufzulösen. Seine Bilddaten unterstützen das Szenario eines binären Schwarzen Lochs und liefern auch den Richtungswinkel des Ausflusses, der eine wichtige Komponente des Blattmodells für Doppler-induzierte Veränderungen darstellt.

In dieser wiederholbaren Animation dieses Künstlers sind zwei supermassereiche Schwarze Löcher zu sehen, die sich gegenseitig umkreisen. Das massereichste Schwarze Loch, hunderte Millionen Mal so groß wie unsere Sonne, setzt Jets frei, deren scheinbare Helligkeit sich ändert, während die beiden sich gegenseitig umkreisen. Astronomen fanden Beweise für dieses Szenario bei einem Quasar namens PKS 2131-021, nachdem sie 45 Jahre Radiobeobachtungen analysiert hatten, die zeigten, dass das System periodisch dunkler und heller wurde. Es wird angenommen, dass das beobachtete periodische Muster aus der Orbitalbewegung des Jets resultiert. Bildnachweis: Caltech / R. Hurt (IPAC)

Erfahrung von Purdue University Professor

Matthew Lister, Professor für Physik und Astronomie an der Purdue University School of Science, ist in seiner Forschung auf folgende Gebiete spezialisiert: aktive galaktische Kerne, astrophysikalische Jets und Schocks, Quasare und BL-Lacertae-Objekte, schmalgestreifte Seyfert-I-Galaxien und sehr lange Fundamentalgalaxien Interferometrie.

Weitere Informationen zu dieser Studie:

Referenz: „Unerwartete Phänomene von Blazar PKS 2131–021: ein einzigartiger Kandidat für ein supermassereiches Schwarzes Loch“ von 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. Lazio, W. Max-Moerbeck, V. Pavlido, T. Prince, R. A., Reeves, M. Astrophysikalische Zeitschriftenbriefe.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac504b

Finanzierung: beinhaltet die Unterstützung des MOJAVE-Programms NASA-Fermi gibt 80NSSC19K1579, NNX15AU76G und NNX12A087G.