Data optik dari Hubble Space Telescope dan Sloan Digital Sky Survey ditunjukkan dengan pemerhatian sinar-X yang dikumpulkan oleh Chandra Space Telescope, masing-masing menunjukkan SDSS J084905.51 + 111447.2, yang dipercayai para saintis adalah penggabungan tiga lubang hitam.
(Imej: © X-ray: NASA / CXC / George Mason Univ./R. Pfeifle et al.; Optik: SDSS & NASA / STScI)
Bawa tiga objek paling besar di alam semesta, hancurkan dan galaksi sekitarnya bersama-sama, dan bunga api pasti mengejutkan - dan mungkin, suatu hari nanti, saintis akan melihat perlanggaran itu.
Hari itu belum tiba. Tetapi sekarang, ahli astronomi sudah dekat, melihat apa yang mungkin terjadi sebelum penggabungan besar: Tiga galaksi, masing-masing kemungkinan menyembunyikan supermasif lubang hitam dalam hati mereka, semuanya berada di jalan bertembung yang dapat membantu para saintis memahami mengapa alam semesta kelihatan seperti itu.
"Kerana sistem ini sangat jarang berlaku, kita sebenarnya tidak tahu banyak tentangnya sebagai populasi. Itulah sebabnya penting untuk mencari lebih banyak daripadanya," kata Ryan Pfeifle, pengarang utama penyelidikan baru yang menerangkan penemuan dan pelajar doktoral di astronomi di Universiti George Mason, memberitahu Space.com. "Sekiranya kita dapat menjumpai lebih banyak, kita dapat mempelajarinya sebagai populasi dan berkata, 'OK, secara umum inilah sistem yang cenderung berperilaku seperti ini.'"
Penggabungan lubang hitam mungkin terdengar seperti berita lama, tetapi peristiwa ini tidak ubah seperti pertembungan yang telah "didengar" oleh para saintis melalui gelombang graviti dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Isyarat ini dihasilkan oleh perlanggaran lubang hitam mungkin masing-masing paling banyak beberapa kali ganda massa matahari kita, seperti dua titisan yang bersatu dengan jaket hujan.
Setiap daripada lubang hitam supermasif yang terlibat dalam penyelidikan baru mengandungi berjuta-juta juta matahari dan dikelilingi oleh seluruh galaksi bintang dan planet dan bulan. Pertembungan mereka akan seperti dua sungai yang mengamuk menembus empangan dan membentuk semula pemandangan dengan banjir. Kejadian seperti itu akan menimbulkan gelombang graviti, tetapi panjangnya luar biasa sehingga pengesan moden tidak dapat merasakannya.
Tetapi jenis interaksi inilah yang dipercayai para astronom sangat penting untuk menjadikan alam semesta menjadi seperti apa hari ini, yang penuh dengan misteri lubang hitam supermasif. "Tidak ada yang benar-benar tahu bagaimana mereka dapat menjadi sangat besar dalam sejarah alam semesta," kata Shobita Satyapal, penasihat dan pengarang bersama Pfeifle dan ahli astrofizik di George Mason University, kepada Space.com. "Salah satu mekanisme yang paling menarik di mana mereka dapat berkembang pesat adalah melalui penggabungan galaksi ini."
Oleh itu, para penyelidik ingin mencuba penggabungan seperti itu sebelum ia berlaku. Penganalisis data sukarelawan telah menandakan kumpulan sasaran berdasarkan pengukuran cahaya inframerah sebagai lokasi berpotensi di mana dua galaksi matang bertembung.
"Kami memutuskan untuk mencari lubang hitam menggunakan teknik yang tidak pernah digunakan sebelumnya, teknik yang sensitif terhadap pengaburan," kata Satyapal. "Ini adalah pendekatan baru untuk mencari lubang hitam makan ini menggunakan alat yang secara tradisional tidak digunakan dalam interaksi tahap akhir ini."
Pasukan di belakang penyelidikan baru mengumpulkan pemerhatian tambahan mengenai tempat-tempat ini menggunakan Balai Cerap sinar-X Chandra NASA. Para saintis berharap data tambahan itu akan mengungkapkan adanya lubang hitam supermasif yang berpesta pada jirim dan memancarkan sinar-X di tengah-tengah setiap galaksi dalam pasangan yang bergabung ini. Memasukkan sinar-X adalah penting, kerana objek-objek ini dilapisi awan debu dan gas yang menyekat jenis cahaya yang lain.
Tetapi satu pasangan, ternyata, bukan perkara itu - oleh itu penyelidikan baru. Sistem yang disasarkan secara rasmi dikenali sebagai SDSS J084905.51 + 111447.2, tetapi jangan sampai kita menyebutnya begitu. Versi yang dipendekkan dari namanya ialah SDSS J0849 + 1114; jangan pula kita menyebutnya begitu. Bolehkah kita memanggilnya Triple? Terima kasih banyak-banyak.
Bagaimanapun, Pfeifle menyertai projek untuk menganalisis Pemerhatian Chandra Triple dan penggabungan lain yang berpotensi. Kali pertama dia melihat data Triple, ia kelihatan sama menjanjikannya dengan duo berpotensi yang lain. Hanya ketika dia melihat semula data, dia menyedari ada sesuatu yang berbeza.
"Ketika saya baru melihat gambar sinar-X, saya sebenarnya tidak menyedari bahawa mereka adalah tiga sumber sinar-X hanya kerana saya seorang pelajar siswazah muda yang naif," kata Pfeifle. Tetapi kemudian dia menambahkan data optik tentang kawasan itu juga. "Ketika saya membariskannya, tiba-tiba perkara-perkara diklik dan saya berkata, 'Oh, tunggu sebentar, itu sesuatu yang mencurigakan terjadi di sana." .
(Triple juga menarik perhatian para penyelidik lain. Pasukan saintis yang berasingan juga menyimpulkan bahawa Triple kemungkinan tiga galaksi lubang hitam bertembung, berdasarkan beberapa tumpang tindih dan beberapa data unik. analisis mereka ke pelayan pra-cetak arXiv.org pada bulan Julai, dan menolak wawancara dengan Space.com pada masa itu kerana sedang ditinjau oleh rakan sebaya untuk diterbitkan. "Mereka sampai pada kesimpulan yang serupa," kata Satyapal, yang menambahkan bahawa pasukan mereka mula menulis keputusan mereka pada bulan Februari. "Senang melihat ada penegasan.")
Penyelidikan Pfeifle dan Satyapal menunjukkan bahawa Triple adalah tiga galaksi yang mungkin bertembung - walaupun mereka hanya dapat saling merumput, tidak cukup dekat untuk memasuki lingkaran terakhir. Sekiranya ia adalah penggabungan yang benar, para saintis tidak dapat memastikan sejauh mana pertembungan besar-besaran, walaupun dari awal hingga akhir penggabungan seperti itu mungkin memakan masa sekitar sejuta tahun.
Pada masa ini, galaksi antara 11,000 dan 23,800 tahun cahaya berjauhan antara satu sama lain. Salah satu daripada ketiga-tiga mereka pasti menyembunyikan lubang hitam supermasif di tengahnya; dua yang lain sepertinya juga, tetapi tidak menunjukkan isyarat yang sama seperti yang pertama, kata para penyelidik.
Secara berlawanan, sistem seperti Triple mungkin lebih bermaklumat daripada pasangan yang sebenarnya diburu oleh pasukan. Penggabungan dua bahagian dapat merangkak, memakan masa lebih lama daripada jangka hayat alam semesta untuk bergabung, tetapi kehadiran galaksi ketiga sepertinya akan mendorong perlanggaran itu, berdasarkan simulasi para saintis telah menjalankan peristiwa seperti itu.
Simulasi tersebut juga menunjukkan apa yang boleh menjadi Triple sekiranya ada galaksi suatu hari bertembung. "Masih akan ada galaksi, semacam kapal karam ini pada mulanya," kata Satyapal. Dinamika pertembungan dapat melengkapkan galaksi individu yang mungkin bermula, katakan, sebagai putaran bintang yang tersusun dengan halus seperti Bima Sakti kita sendiri, menjadi sesuatu yang tidak dapat dikenali.
"Kami berpendapat bahawa penggabungan ini, mereka tidak hanya mengembangkan lubang hitam, tetapi mereka sebenarnya mengubah galaksi cakera menjadi galaksi elips raksasa," kata Satyapal. "Anda hanya mempunyai bola bintang besar dengan lubang hitam yang sangat besar."
Penyelidikan ini dijelaskan dalam sehelai kertas diposkan pada 7 Ogos ke pelayan pracetak arXiv.org dan diterima untuk diterbitkan dalam The Astrophysical Journal.
- Alam Semesta X-Ray kami: Foto Menakjubkan oleh Balai Cerap Chandra X-Ray NASA
- Lihat Kejiranan X-ray dari Foto Lubang Hitam Pertama dalam Paparan Teleskop Angkasa Ini
- NASA Memperkenalkan Pandangan Kosmik Menakjubkan ketika Balai Cerap Chandra X-Ray Berusia 20 Tahun
