Snakk om et tøft nabolag! Selv svarte hull er ikke velkomne i galaksen CID-42, som ligger omtrent 4 milliarder lysår unna Jorden. Dette fenomenet, kjent som et rekylet svart hull, skjer på grunn av en "spark" fra gravitasjonsbølgen fra sammenslåingen av to sorte hull.
Selv om denne hendelsen sannsynligvis vil være sjelden, kan det bety at det kan være gigantiske sorte hull som streifer uoppdaget ut i de store mellomrommene mellom galakser.
"Disse svarte hullene vil være usynlige for oss," sa Laura Blecha fra Harvard Center for Astrophysics, medforfatter av en ny studie, "fordi de har konsumert all gassen som omringet dem etter å ha blitt kastet ut av hjemmegalaksen."
Tidligere ser på CID-42 oppdaget en lys røntgenkilde sannsynligvis forårsaket av superoppvarmet materiale rundt ett eller flere supermassive sorte hull. Astronomer kunne imidlertid ikke skille om røntgenstrålene kom fra en eller begge av de optiske kildene fordi Chandra ikke var rettet direkte mot CID-42, noe som ga en røntgenkilde som var mindre skarp enn vanlig.
De nye dataene er med på å tydeliggjøre at røntgenstråler bare kom fra en av kildene. Teamet tenker at når to galakser kolliderte, kolliderte også de supermassive sorte hullene i midten av hver galakse. De to sorte hullene slo seg deretter sammen for å danne et enkelt svart hull som rekylte seg fra tyngdekraftsbølger produsert av kollisjonen, noe som ga det nylig sammenslåtte sorte hullet et tilstrekkelig stort spark til at det til slutt kunne rømme fra galaksen.
"Det er vanskelig å tro at et supermassivt svart hull som veier millioner av ganger solens masse i det hele tatt kunne flyttes, enn si kastet ut av en galakse med enorm hastighet," sa Francesca Civano fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA ), som ledet den nye studien. "Men disse nye dataene støtter ideen om at gravitasjonsbølger - krusninger i romets stoff som først ble spådd av Albert Einstein, men aldri oppdaget direkte - kan utøve en ekstremt kraftig styrke."
For nesten et århundre siden formulerte Albert Einstein det moderne settet med ligninger - generell relativitet - som brukes til å beskrive tyngdekraften.
"Einsteins ligninger er så kompliserte at vi klarte å løse dem nøyaktig bare for noen år siden for et relativt enkelt system med to sorte hull i en bundet bane," sa medforfatter Avi Loeb fra Harvard Center for Astrophysics. ”Et slikt system dannes naturlig som et resultat av en fusjon mellom to galakser, som hver har et enkelt svart hull i sentrum. Den nøyaktige løsningen på Einsteins ligninger, oppnådd med sofistikerte datamaskinalgoritmer, viser at de to svarte hullene smelter sammen til et enkelt svart hull som blir sparket i en foretrukket retning som en rakett på grunn av retningsutslippet fra gravitasjonsbølger som tjener som stoffet som kommer ut fra rakettene. "
Hvis CID-42 virkelig ble produsert av denne mekanismen, gir den den første observasjonelle valideringen av Einsteins ligninger i det uutforskede regimet med dynamisk sterk tyngdekraft, som er ansvarlig for gravitasjonsbølgeforslag.
Ytterligere data fra de bakkebaserte Magellan og Very Large Telescopes i Chile ga et spekter som antydet at de to kildene i CID-42 beveger seg fra hverandre med en hastighet på minst 5 millioner kilometer i timen (3 millioner miles per time).
Det er to andre mulige forklaringer på hva som skjer i CID-42. Man vil involvere et møte mellom tre supermassive sorte hull, noe som resulterer i at den letteste blir kastet ut. En annen idé er at CID-42 inneholder to supermassive sorte hull som går i spiral mot hverandre, i stedet for at en beveger seg raskt bort.
Begge disse alternative forklaringene ville kreve at minst ett av de supermassive sorte hullene er veldig skjult, siden bare en lys røntgenkilde er observert. Dermed støtter Chandra-data ideen om å trekke seg tilbake på grunn av gravitasjonsbølger.
Disse resultatene vil vises i 10. juni-utgaven av The Astrophysical Journal.
Les teamets artikler:
Chandra Høyoppløselige observasjoner av CID-42, en kandidat som recoiling SMBH
Begrensninger for arten av CID-42: Recoil Kick eller Supermassive Black Hole Pair?
Kilde: NASA, Chandra
