Arxiv teleskop ma'lumotlaridan foydalanish Shimoliy egizaklar, astronomlar hozirgacha topilgan eng og'ir supermassiv qora tuynuk juftligini o'lchashdi. Ikki supermassiv qora tuynuklarning birlashishi uzoq vaqtdan beri bashorat qilingan, ammo hech qachon kuzatilmagan hodisadir. Bu katta juftlik koinotda nima uchun bunday hodisa ro'y berishi mumkin emasligi haqida ma'lumot beradi.
Deyarli har bir massiv galaktika markazida supermassiv qora tuynuk mavjud. Ikki galaktika birlashganda, ularning qora tuynuklari ikkilik juftlikni hosil qilishi mumkin, ya'ni bir-biri bilan bog'langan orbitada bo'lishi mumkin. Taxminlarga ko'ra, bu ikkilik juftliklar vaqt o'tishi bilan birlashishga mo'ljallangan, ammo bu hech qachon kuzatilmagan. Bunday hodisa mumkinmi, degan savol o'nlab yillar davomida astronomlar o'rtasida bahs mavzusi bo'lib kelgan.
Astronomlar B2 0402+379 elliptik galaktikasida joylashgan supermassiv ikkilik qora tuynukni tahlil qilish uchun Milliy fizika instituti NOIRLab tomonidan boshqariladigan Gemini xalqaro observatoriyasining yarmi bo'lgan Gavayidagi Gemini North teleskopi ma'lumotlaridan foydalangan. Bu ikkala ob'ektni alohida ko'rish uchun etarlicha batafsil ko'rilgan yagona supermassiv ikkilik qora tuynuk bo'lib, u to'g'ridan-to'g'ri o'lchangan eng qisqa masofa bo'yicha rekordga ega, atigi 24 yorug'lik yili. Bunday yaqin masofa kuchli qo'shilishdan dalolat bersa-da, keyingi tekshiruvlar shuni ko'rsatdiki, bu juftlik uch milliard yildan ko'proq vaqt davomida shu masofada qolib ketgan va bu savol tug'iladi: kechikishning sababi nima?
Ushbu tizimning dinamikasini va uning to'xtab qolgan birlashuvini yaxshiroq tushunish uchun jamoa Gemini Shimoliy Ko'p Ob'ektli Spektrograf (GMOS) arxiv ma'lumotlariga murojaat qildi, bu ularga qora tuynuklar yaqinidagi yulduzlarning tezligini aniqlash imkonini berdi.
“GMOSning ajoyib sezgirligi bizga yulduzlar galaktika markaziga yaqinlashganda tezligining oshishini xaritada ko‘rsatishga imkon berdi”, dedi Stenford universiteti fizika professori va maqola hammuallifi Rojer Romani. “Buning sharofati bilan biz u yerdagi qora tuynuklarning umumiy massasi haqida xulosa chiqara oldik”.
Jamoa hisob-kitoblariga ko‘ra, ikkilik qora tuynukning massasi Quyoshnikidan 28 milliard marta katta, bu juftlikni hozirgacha o‘lchangan eng og‘ir ikkilik qora tuynukga aylantiradi. Ushbu o'lchov nafaqat ikkilik tizimning shakllanishi va uning asosiy galaktikasi tarixi uchun qimmatli kontekstni ta'minlabgina qolmay, balki o'ta massali ikkilik qora tuynukning massasi potentsial birlashishni ushlab turishda asosiy rol o'ynashi haqidagi uzoq yillik nazariyani tasdiqlaydi.
"Gemini xalqaro observatoriyasi ma'lumotlar arxivida hali foydalanilmagan ilmiy kashfiyotlar oltin koni mavjud", dedi Martin Still, Gemini xalqaro rasadxonasining NSF dasturi direktori. "Ushbu o'ta massiv ikkilik qora tuynukning massasini o'lchash - bu boy arxivni o'rganuvchi yangi tadqiqotlarning potentsial ta'sirining yorqin namunasidir."
Bu ikkilik qanday paydo bo'lganligini tushunish uning qachon va qachon birlashishini bashorat qilishga yordam beradi - bir nechta maslahatlar juftlik bir nechta galaktikalarning birlashishi natijasida paydo bo'lganligini ko'rsatadi. Birinchidan, B2 0402+379 "tolga qazilma klaster", ya'ni butun galaktikalar klasterining yulduzlar va gazlarning bir massiv galaktikaga qo'shilishi natijasidir. Bundan tashqari, ikkita o'ta massiv qora tuynuklarning mavjudligi, ularning katta birlashtirilgan massasi bilan birgalikda, ular turli galaktikalardan bir nechta kichik qora tuynuklarning birlashishi natijasida hosil bo'lganligini ko'rsatadi.
Galaktikaning birlashuvidan so'ng, supermassiv qora tuynuklar bir-biriga to'qnashmaydi. Buning o'rniga ular cheklangan orbitaga joylashib, bir-birining yonidan ucha boshlaydilar. Har bir o'tishda energiya qora tuynuklardan atrofdagi yulduzlarga uzatiladi. Energiyani yo'qotib, juftlik bir-biridan yorug'lik yillari bo'lgunga qadar yaqinroq va yaqinroq tortiladi, bu erda tortishish nurlanishi o'z zimmasiga oladi va ular birlashadi. Bu jarayon yulduz-massali qora tuynuklarning juftlarida bevosita kuzatilgan - birinchi instansiya 2015 yilda tortishish to'lqinlarini aniqlash tufayli qayd etilgan - lekin ikkilik supermassiv tizimlarda hech qachon kuzatilmagan.
Tizimning juda katta massasi haqidagi yangi bilimlar bilan jamoa ikkilik tizim orbitasini bir-biriga yaqinlashtirish uchun juda ko'p sonli yulduzlarni sekinlashtirishi kerak degan xulosaga keldi. Bu jarayonda qora tuynuklar galaktika yadrosini yulduzlar va gazdan mahrum qilib, atrofidagi deyarli barcha moddalarni chiqarib yuborgandek ko‘rinadi. Juftlik orbitasini yanada sekinlashtirish uchun boshqa materiallar qolmaganligi sababli, ularning birlashishi yakuniy bosqichda to'xtab qoldi.
"Qora tuynuk juftligi engilroq bo'lgan galaktikalar odatda tez birlashish uchun etarli yulduz va massaga ega bo'lib tuyuladi", deydi Romani. "Bu juftlik juda og'ir bo'lgani uchun, ishni bajarish uchun juda ko'p yulduzlar va gaz kerak. Ammo binar markaziy galaktikani bunday materiyadan tozalab, uni muzlatib qo'ydi va bizning tadqiqotimiz uchun mavjud bo'ldi."
Ular turg'unlikni yengib o'tadimi va oxir-oqibat millionlab yillar davomida birlashadimi yoki abadiy orbital limboda qoladimi, buni ko'rish kerak. Agar ular birlashsa, hosil bo'ladigan tortishish to'lqinlari yulduz massasidagi qora tuynuklarni birlashtirgandan 100 million marta kuchliroq bo'ladi.
Ehtimol, juftlik bu oxirgi masofani boshqa galaktik birlashish orqali engib o'tishi mumkin, bu esa tizimga qo'shimcha materiallarni yoki, ehtimol, uchinchi qora tuynukni qo'shishi uchun juftlik orbitasini sekinlashtirishi mumkin. Biroq, B2 0402+379 ning qazilma klaster sifatidagi maqomini hisobga olsak, yangi galaktikalarning birlashishi dargumon.
“Biz B2 0402+379 yadrosi bo‘yicha keyingi tadqiqotlarni intiqlik bilan kutmoqdamiz, u yerda uning tarkibida qancha gaz borligini ko‘ramiz”, dedi Stenford aspiranti va maqolaning yetakchi muallifi Tirt Surti. "Bu bizga supermassiv qora tuynuklar vaqt o'tishi bilan birlashishi mumkinmi yoki ular ikkilik tizim sifatida qolishi haqida ko'proq ma'lumot beradi."
Shuningdek o'qing: