Bildunterschrift: Ein Bild der Galaxie COSMOS J100043.15 + 020637.2, aufgenommen mit der Advanced Camera for Surveys am Hubble-Weltraumteleskop. Julia Comerford.
Astronomen haben 33 Paare verschmelzender Schwarzer Löcher in kosmischen Tänzen umeinander entdeckt, ein Befund, der von Isaac Newton vorhergesagt oder „choreografiert“ wurde. "Diese Ergebnisse sind bedeutsam, weil wir jetzt wissen, dass diese" walzenden "Schwarzen Löcher viel häufiger sind als bisher bekannt", sagte Dr. Julia Comerford von der University of California in Berkeley beim Treffen der American Astronomical Society in Washington, DC. „Galaxy-Fusionen verursachen das Walzen. Anhand dieser Erkenntnis können Sie feststellen, wie oft Fusionen auftreten. Die schwarzen Löcher, die auf uns zu tanzen, werden in Richtung blaues Licht verschoben, und diejenigen, die sich von uns wegbewegen, werden in Richtung Rot verschoben. Es ist also wie eine kosmische Disco-Kugel, die uns zeigt, wo die schwarzen Löcher tanzen. “
Die Tänze treten in doppelten Schwarzen Löchern auf, die sich von binären Schwarzen Löchern dadurch unterscheiden, dass der Abstand zwischen den beiden Objekten für doppelte Schwarze Löcher viel größer ist.
"Diese schwarzen Löcher haben einen Abstand von einem Kiloparsec", sagte Comerford. "Sie haben noch nicht von vielen kleinen binären Schwarzen Löchern gehört, weil noch niemand definitiv welche gefunden hat. Aber das ist das nächstbeste. Wir wissen, dass diese Duals zusammengeführt werden, und können mithilfe von Modellen herausfinden, wie oft sie zusammengeführt werden. “
Das Team konnte die Schwarzen Löcher beobachten, auf denen Gas kollabiert. Dieses Gas setzt Energie frei und treibt jedes Schwarze Loch als aktiven galaktischen Kern (AGN) an, der das Schwarze Loch wie einen Weihnachtsbaum beleuchtet.
Astronomische Beobachtungen haben gezeigt, dass fast jede Galaxie ein zentrales supermassives Schwarzes Loch hat (mit einer Masse von einer Million bis einer Milliarde Mal der Masse der Sonne) und dass Galaxien häufig kollidieren und sich zu neuen, massereicheren Galaxien verbinden. Infolge dieser beiden Beobachtungen sollte eine Fusion zwischen zwei Galaxien zwei supermassereiche Schwarze Löcher in die neue, massereichere Galaxie bringen, die aus der Fusion entstanden ist. Die beiden Schwarzen Löcher drehen sich allmählich in Richtung des Zentrums dieser Galaxie und führen ein Tauziehen mit den umgebenden Sternen. Das Ergebnis ist ein Tanz des Schwarzen Lochs. Ein solcher Tanz wird voraussichtlich in etwa 3 Milliarden Jahren in unserer eigenen Milchstraßengalaxie stattfinden, wenn er mit der Andromeda-Galaxie kollidiert.
Das Team von Astronomen verwendete zwei neue Techniken, um die walzenden Schwarzen Löcher zu entdecken. Zuerst identifizierten sie walzende Schwarze Löcher und ihre Geschwindigkeiten anhand der Disco-Kugel der Rot- oder Blauverschiebung.
Die zweite Technik zur Identifizierung walzender Schwarzer Löcher durch zufällige Entdeckung einer neugierig aussehenden Galaxie. Bei der visuellen Untersuchung von Bildern von Galaxien, die mit der Advanced Camera for Surveys am Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurden, bemerkte das Team eine Galaxie mit einem Gezeitenschwanz aus Sternen, Gas und Staub, ein unverkennbares Zeichen dafür, dass die Galaxie kürzlich mit einer anderen Galaxie verschmolzen war Die Galaxie zeigte auch zwei helle Kerne in der Nähe ihres Zentrums. Das Team erkannte, dass die beiden hellen Kerne die AGNs von zwei walzenden Schwarzen Löchern sein könnten, eine Hypothese, die anscheinend durch die jüngste Aktivität der Galaxienfusion gestützt wird, die durch den Gezeitenschwanz belegt wird. Um diese Hypothese zu testen, erhielt das Team bereits am nächsten Abend ein Spektrum der Galaxie mit dem DEIMOS-Spektrographen auf dem 10-Meter-Keck-II-Teleskop auf Mauna Kea, Hawaii.
Das Spektrum zeigte, dass die beiden zentralen Kerne in der Galaxie tatsächlich beide AGNs waren, was die Hypothese des Teams stützt, dass die Galaxie zwei supermassereiche Schwarze Löcher hat. Die Schwarzen Löcher können innerhalb der Wirtsgalaxie walzen, oder die Galaxie kann ein zurückstoßendes Schwarzes Loch haben, das durch Schwerkraftwellenemission aus der Galaxie geworfen wird. Zusätzliche Beobachtungen sind notwendig, um zwischen diesen Erklärungen zu unterscheiden.
Comerford sagte, dass diese neuen Techniken verwendet werden können, um in Zukunft viel mehr Walzerpaare zu finden.
Quelle: AAS, Website von Dr. Julia Comerford
