RW Space

Столкновения галактик — основополагающие события во Вселенной. Они происходят, когда две системы смешивают звезды в космическом танце.

Они также вызывают впечатляющие слияния сверхмассивных черных дыр. В результате получается одна очень изменившаяся галактика и одна сверхмассивная черная дыра.

Эти колоссальные события являются основной силой в эволюции галактик. Это то, как меньшие галактики объединяются, образуя все более крупные. Подобные слияния происходили с самых ранних эпох космического времени.

Слияния галактик продолжаются и сегодня. Наш Млечный Путь продолжает поглощать более мелкие галактики и через несколько миллиардов лет столкнется с Галактикой Андромеды. Когда это произойдет, сверхмассивные черные дыры обеих галактик также могут объединиться.

Мы не видим весь процесс от начала до конца, потому что для его завершения требуются миллионы лет. Тем не менее, это не мешает астрономам искать и находить доказательства столкновений галактик и сверхмассивных черных дыр.

Последнее открытие использовало космический телескоп Хаббла (HST), чтобы обнаружить три ярких видимых света. «горячие точки» глубоко внутри пары сталкивающихся галактик. Эти цели расположены относительно близко к нам – всего на расстоянии около 800 миллионов световых лет.

Астрономы отслеживали наблюдения Чандры и радиоданные из Очень Большой Массивной системы Карла Дж. Янски.

Обычно галактики с яркими ядрами, называемые активными галактическими ядрами (сокращенно AGN), существуют очень далеко. Их часто можно увидеть раньше в космическом времени. Шанс изучить столкновение галактики и пары сверхмассивных черных дыр в «современной» соседней Вселенной — хорошее время для изучения механики такого события.

Обнаружение зарождающихся столкновений сверхмассивных черных дыр

Открытие будущего космического столкновения произошло, когда усовершенствованная камера для исследований HST обнаружила три оптических дифракционных пика в сердце сталкивающейся галактики под названием MCG-03-34-64.

Две из этих горячих точек расположены очень близко друг к другу – всего около 300 световых лет друг от друга. Они отслеживают присутствие газообразного кислорода в ядре. Оно ионизируется чем-то очень энергичным, и появление горячих точек удивило астрономов. (Третья горячая точка не совсем понятна.)

«Мы не ожидали увидеть нечто подобное», — сказала Анна Триндаде Фалькао из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт в Кембридже, Массачусетс. «Этот вид не является обычным явлением в близлежащей Вселенной и говорит нам, что внутри галактики происходит что-то еще.»

Фалькао и ее коллеги хотели знать, что происходит, вызывая эти яркие пятна. Поэтому они использовали рентгеновскую обсерваторию Чандра, чтобы сосредоточиться на происходящем.

«Когда мы посмотрели на MCG-03-34-64 в рентгеновском диапазоне, мы увидели два отдельных мощных источника Высокоэнергетическое излучение, совпадающее с яркими оптическими точками света, наблюдаемыми Хабблом. Мы собрали эти части вместе и пришли к выводу, что, вероятно, наблюдаем две близко расположенные сверхмассивные черные дыры», — сказал Фалькао.

Команда также сказала. нашел наблюдения этих объектов в архивных данных радиотелескопа. Эти мощные радиоизлучения доказали, что пара черных дыр существует и сближается.

«Когда вы видите яркий свет в оптическом, рентгеновском и радиодиапазоне, многие вещи можно исключить. , оставляя вывод, что их можно объяснить только как близкие черные дыры», — отметил Фалькао. «Когда вы соберете все части вместе, вы получите картину дуэта АЯГ».

Предстоящее столкновение

Эти центральные сверхмассивы черные дыры столкнутся, возможно, через сто миллионов лет.

Каждая из них находится в ядре отдельной галактики. По мере того, как эти галактики сближаются, черные дыры в их сердцах начнут взаимодействовать. В конце концов, они сольются в мощное событие, испуская гравитационные волны как часть процесса.

Астрономы предполагают (посредством моделирования и наблюдений), что слияния галактик со сверхмассивными черными дырами вызывают большую активность. По мере продолжения столкновений межзвездный газ течет к центрам галактик.

Он также сжимается в других регионах, и оба действия вызывают вспышки звездообразования. Некоторое количество газа также аккумулируется на этих центральных сверхмассивных черных дырах, вызывая увеличение выбросов по мере того, как материал движется по спирали через аккреционный диск.

Эти слияния происходят во Вселенной постоянно. Модели эволюции галактик в сочетании с данными наблюдений позволяют предположить, что многие АЯГ в центре галактик испытывают слияния. Столкновение пар сверхмассивных черных дыр внутри этих АЯГ также предполагает, что эти черные дыры растут в результате слияний.

Столкновения сверхмассивных черных дыр и будущее Обнаружения

Понимание слияния близких друг к другу АЯГ, таких как те, что наблюдаются в MCG MCG-03-34-64, открывает уникальное окно в заключительные стадии того, что астрономы называют бинарным слиянием СМЧД.

Такие мероприятия были и будут основным способом измерения последствий этих слияний. Они откроют богатое поле для исследований с использованием обсерваторий, чувствительных к свету во всем спектре, а также будущих детекторов гравитационных волн.

Для этих обнаружений потребуются усовершенствованные версии Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO), которая сделала свои первые обнаружения всего несколько лет назад. Гравитационные волны, вызванные слиянием сверхмассивных черных дыр, станут целью будущих инструментов, таких как LISA (сокращение от «Космическая антенна лазерного интерферометра»).

Он развернет три космических детектора на расстоянии миллионов миль друг от друга, чтобы захватить длинные волны. -гравитационные волны с длиной волны, испускаемые при столкновении гигантов черных дыр, подобных тем, что в MCG-03-34-64.

Поскольку эти слияния происходят по всей Вселенной, это будет богатая область исследований, которая внесёт большой вклад в наше понимание слияний галактик как части космической эволюции.

Эта статья была первоначально опубликована в журнале Universe Today. Прочтите оригинал статьи.