Wandern schurkische schwarze Löcher durch das Universum?

Sprechen Sie über eine harte Nachbarschaft! Selbst Schwarze Löcher sind in der etwa 4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernten Galaxie CID-42 nicht willkommen. Dieses Phänomen, das als zurückgeworfenes Schwarzes Loch bekannt ist, tritt aufgrund eines Gravitationswellen- „Kicks“ auf, der aus der Fusion zweier Schwarzer Löcher resultiert.

Obwohl dieses Ereignis wahrscheinlich selten ist, könnte es bedeuten, dass riesige schwarze Löcher unentdeckt in den weiten Räumen zwischen den Galaxien herumlaufen.

"Diese Schwarzen Löcher wären für uns unsichtbar", sagte Laura Blecha vom Harvard Center for Astrophysics, Mitautorin einer neuen Studie, "weil sie das gesamte sie umgebende Gas verbraucht haben, nachdem sie aus ihrer Heimatgalaxie geworfen wurden."

Frühere Untersuchungen von CID-42 ergaben eine helle Röntgenquelle, die wahrscheinlich durch überhitztes Material um ein oder mehrere supermassereiche Schwarze Löcher verursacht wurde. Astronomen konnten jedoch nicht unterscheiden, ob die Röntgenstrahlen von einer oder beiden optischen Quellen stammten, da Chandra nicht direkt auf CID-42 gerichtet war, was eine Röntgenquelle ergab, die weniger scharf als gewöhnlich war.

Die neuen Daten helfen zu verdeutlichen, dass Röntgenstrahlen nur aus einer der Quellen stammen. Das Team glaubt, dass bei der Kollision zweier Galaxien auch die supermassiven Schwarzen Löcher im Zentrum jeder Galaxie kollidierten. Die beiden Schwarzen Löcher verschmolzen dann zu einem einzigen Schwarzen Loch, das sich von den durch die Kollision erzeugten Gravitationswellen zurückzog, was dem neu verschmolzenen Schwarzen Loch einen ausreichend großen Tritt verlieh, damit es schließlich aus der Galaxie entkommen konnte.

"Es ist kaum zu glauben, dass ein supermassereiches Schwarzes Loch, das millionenfach die Masse der Sonne wiegt, überhaupt bewegt werden kann, geschweige denn mit enormer Geschwindigkeit aus einer Galaxie geworfen wird", sagte Francesca Civano vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) ), der die neue Studie leitete. "Diese neuen Daten stützen jedoch die Idee, dass Gravitationswellen – Wellen in der Struktur des Weltraums, die zuerst von Albert Einstein vorhergesagt, aber nie direkt entdeckt wurden – eine extrem starke Kraft ausüben können."

Vor fast einem Jahrhundert formulierte Albert Einstein die modernen Gleichungen – die allgemeine Relativitätstheorie -, die zur Beschreibung der Schwerkraft verwendet werden.

"Einsteins Gleichungen sind so kompliziert, dass wir sie erst vor wenigen Jahren für ein relativ einfaches System aus zwei Schwarzen Löchern in einer gebundenen Umlaufbahn genau lösen konnten", sagte Co-Autor Avi Loeb vom Harvard Center for Astrophysics. „Ein solches System entsteht auf natürliche Weise durch eine Fusion zweier Galaxien, in deren Zentrum sich jeweils ein einziges Schwarzes Loch befindet. Die genaue Lösung der Einsteinschen Gleichungen, die mit ausgeklügelten Computeralgorithmen erhalten wurde, zeigt, dass die beiden Schwarzen Löcher zu einem einzigen Schwarzen Loch verschmelzen, das aufgrund der gerichteten Emission von Gravitationswellen, die als austretende Substanz dienen, in eine bevorzugte Richtung wie eine Rakete getreten wird aus dem Raketenauspuff. "

Wenn CID-42 tatsächlich durch diesen Mechanismus hergestellt wurde, liefert es die erste Beobachtungsvalidierung von Einsteins Gleichungen im unerforschten Regime der dynamischen starken Schwerkraft, das für Gravitationswellenstöße verantwortlich ist.

Zusätzliche Daten von bodengestützten Magellan- und Very Large-Teleskopen in Chile lieferten ein Spektrum, das darauf hindeutete, dass sich die beiden Quellen in CID-42 mit einer Geschwindigkeit von mindestens 5 Millionen Stundenkilometern (3 Millionen Meilen pro Stunde) auseinander bewegen.

Es gibt zwei weitere mögliche Erklärungen für das, was in CID-42 geschieht. Man würde eine Begegnung zwischen drei supermassiven Schwarzen Löchern beinhalten, was dazu führen würde, dass das leichteste ausgeworfen wird. Eine andere Idee ist, dass CID-42 zwei supermassereiche Schwarze Löcher enthält, die sich spiralförmig aufeinander zubewegen, anstatt dass sich eines schnell wegbewegt.

Diese beiden alternativen Erklärungen würden erfordern, dass mindestens eines der supermassiven Schwarzen Löcher sehr verdeckt ist, da nur eine helle Röntgenquelle beobachtet wird. Somit unterstützen die Chandra-Daten die Idee eines Rückstoßes eines Schwarzen Lochs aufgrund von Gravitationswellen.

Diese Ergebnisse werden in der 10. Juni-Ausgabe des Astrophysical Journal veröffentlicht.

Lesen Sie die Unterlagen des Teams:
Chandra Hochauflösende Beobachtungen von CID-42, einem Kandidaten, der SMBH zurückzieht
Einschränkungen für die Natur von CID-42: Recoil Kick oder Supermassive Black Hole Pair?

Quelle: NASA, Chandra

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