Ερευνητές από Instituto Max Planck έως Astronomia από Rádio έχουν βρει ισχυρές ενδείξεις ενός δυαδικού συστήματος υπερμεγέθων μαύρων οπών στο κέντρο του γαλαξία Mrk 501. Τα δύο ουράνια σώματα σε απόσταση 5000000 ετών φωτός το ένα από το άλλο Terra, στον αστερισμό Hércules. Η τρέχουσα διαμόρφωση υποδεικνύει ότι μια συγχώνευση μεταξύ των αντικειμένων θα πρέπει να πραγματοποιηθεί εντός περιόδου έως και εκατό ετών.
Το εύρημα αντιπροσωπεύει μια άνευ προηγουμένου ευκαιρία για την επιστήμη να παρακολουθεί τη σύγκρουση δομών αυτού του μεγέθους σε πραγματικό χρόνο. Τα δεδομένα προκύπτουν από περισσότερες από δύο δεκαετίες παρατηρήσεων που έγιναν από ραδιοτηλεσκόπια υψηλής ανάλυσης. Cada μία από τις μαύρες τρύπες έχει μάζα που κυμαίνεται από εκατοντάδες εκατομμύρια έως δισεκατομμύρια φορές αυτή του Sol. Η απόσταση που τις χωρίζει θεωρείται σήμερα εξαιρετικά μικρή από τα αστρονομικά πρότυπα.
https://twitter.com/konstructivizm/status/2042669440815210725?ref_src=twsrc%5Etfw
Τροχιακή δυναμική και υπέρβαση θεωρητικών φραγμών
Η επιστημονική ομάδα ανέλυσε τη συμπεριφορά του φωτός που εκπέμπεται από το blazar για 23 χρόνια συνεχών ηχογραφήσεων. Οι αστρονόμοι παρατήρησαν συγκεκριμένες ταλαντώσεις που δεν μπορούσαν να εξηγηθούν από την παρουσία ενός μόνο μαζικού σώματος στον γαλαξιακό πυρήνα. Η μελέτη αποκάλυψε έναν ευρύτερο κύκλο διακύμανσης που διαρκεί περίπου επτά χρόνια, συνοδευόμενος από μια πολύ μικρότερη τροχιακή περίοδο, που υπολογίζεται σε 121 ημέρες. Essa Η γρήγορη κίνηση επιβεβαιώνει ότι τα αντικείμενα βρίσκονται σε προχωρημένη φάση προσέγγισης. Η απόσταση μεταξύ τους κυμαίνεται μεταξύ 250 και 540 φορές του χώρου που χωρίζει το Terra από το Sol.
Το σενάριο που παρατηρήθηκε στο Mrk 501 βοηθά στην επίλυση ενός παλιού διλήμματος στην αστροφυσική, γνωστό ως το τελικό πρόβλημα parsec. Σε πολλές θεωρητικές προσομοιώσεις, ζεύγη υπερμεγέθων μαύρων τρυπών χάνουν ενέργεια και πλησιάζουν η μία την άλλη, αλλά καταλήγουν να μένουν στάσιμα πριν γίνει η σύντηξη. Η τρέχουσα διαμόρφωση αυτού του δυαδικού συστήματος δείχνει ότι το φράγμα της βαρύτητας έχει οριστικά σπάσει.
Εκπομπή ανεξάρτητων σχετικιστικών πίδακα
Ένας από τους πιο εντυπωσιακούς παράγοντες της ανακάλυψης αφορά τη δομή εκπομπής ενέργειας του πυρήνα του γαλαξία. Τα δεδομένα δείχνουν την ύπαρξη δύο διακριτών πίδακες ύλης που εκτοξεύονται με ταχύτητες κοντά σε αυτήν του φωτός. Ο κύριος πίδακας έχει έντονη φωτεινότητα και δείχνει σχεδόν απευθείας στο Terra, γεγονός που διευκολύνει τα επίγεια όργανα να συλλάβουν τα σήματα. Ο δεύτερος πίδακας φαίνεται πιο αδύναμος και περιστρέφεται γύρω από την κύρια ροή, καταδεικνύοντας την παρουσία ενός δεύτερου ογκώδους σώματος με τον δικό του δίσκο προσαύξησης. Essa Η δομική ανεξαρτησία εμφανίζεται παρά την ισχυρή αμοιβαία βαρυτική έλξη που παραμορφώνει το περιβάλλον γύρω από τα δύο. Η συνεχής αλληλεπίδραση επηρεάζει τη ροή του αερίου και της σκόνης που τροφοδοτεί τις μαύρες τρύπες, αλλάζοντας την κατεύθυνση και την ισχύ των εκπομπών με τα χρόνια. Η παρακολούθηση αυτών των παραλλαγών επέτρεψε στους επιστήμονες να χαρτογραφήσουν την τροχιακή τροχιά με ένα επίπεδο ακρίβειας ασυνήθιστο για αντικείμενα που βρίσκονται σε τόσο ακραίες αποστάσεις. Η συντήρηση χωριστών δίσκων προσαύξησης σε αυτήν την τελική φάση προσέγγισης παρέχει νέες παραμέτρους για μοντέλα γαλαξιακής εξέλιξης.
Ο ρόλος των βαρυτικών κυμάτων στην τελική φάση
Η εξαιρετική εγγύτητα μεταξύ των δύο κοσμικών κολοσσών επιταχύνει την απώλεια ενέργειας του συστήματος μέσω της εκπομπής βαρυτικών κυμάτων. Ο μηχανισμός Esse λειτουργεί σαν ένα φρένο που μειώνει συνεχώς την τροχιά, αναγκάζοντας τα αντικείμενα να στρέφονται το ένα προς το άλλο. Diferente από τις συγχωνεύσεις της αστρικής μάζας μαύρης τρύπας που έχουν ήδη καταγραφεί από εργαστήρια όπως το LIGO, το γεγονός στο Mrk 501 δημιουργεί κυματισμούς στο χωροχρόνο σε εξαιρετικά χαμηλές συχνότητες. Η ανίχνευση αυτών των σημάτων απαιτεί εξειδικευμένα δίκτυα χρονισμού πάλσαρ, τα οποία λειτουργούν σαν κοσμικά ρολόγια υψηλής ακρίβειας. Η συνεχής παρακολούθηση αυτής της τροχιακής μείωσης θέτει τις βάσεις για την πρώτη άμεση παρατήρηση μιας υπερμεγέθους σύγκρουσης.
Το παράθυρο των εκατοντάδων ετών για το τελικό σοκ θεωρείται ριπή οφθαλμού στη χρονολογία του σύμπαντος. Para η επιστημονική κοινότητα, η προθεσμία σημαίνει ότι οι μελλοντικές γενιές αστρονόμων θα έχουν την ευκαιρία να καταγράψουν την ακριβή στιγμή της πρόσκρουσης. Η οπτική και βαρυτική επιβεβαίωση αυτού του γεγονότος θα μεταμορφώσει την κατανόηση του σχηματισμού μεγάλων κοσμικών δομών.
Μεθοδολογία παρακολούθησης και συλλογής δεδομένων
Η εργασία που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Monthly Notices of the Royal Astronomical Society περιγράφει λεπτομερώς την τεχνική πολυπλοκότητα της έρευνας. Οι επιστήμονες έπρεπε να συνδυάσουν ιστορικές παρατηρήσεις από πολλαπλά παρατηρητήρια με προσομοιώσεις υπολογιστή τελευταίας τεχνολογίας. Ο ευνοϊκός προσανατολισμός του blazar σε σχέση με τον πλανήτη μας λειτούργησε ως φυσικός φακός που ενίσχυε τα σήματα που απαιτούνται για την ανάλυση. Η διασταύρωση πολυφασματικών πληροφοριών εγγυήθηκε την εξάλειψη του θορύβου και επιβεβαίωσε τη δυαδική φύση του πυρήνα.
- Χρήση ραδιοσυμβολομετρίας για λήψη εικόνων πολύ υψηλής ανάλυσης του ενεργού πυρήνα.
- Χαρτογράφηση των διακυμάνσεων της φωτεινότητας σε διαφορετικά μήκη κύματος για δύο δεκαετίες.
- Ανακατασκευή της τροχιακής δυναμικής με βάση περιοδικές αποκλίσεις πίδακες ύλης.
- Υπολογισμός συνδυασμένης μάζας και ταχύτητας τροχιακής διάσπασης με βαρυτική εκπομπή.
Επίδραση στην κατανόηση της εξέλιξης του σύμπαντος
Ο γαλαξίας Mrk 501 έχει πλέον καθιερωθεί ως το πιο σημαντικό φυσικό εργαστήριο για τη μελέτη ακραίων βαρυτικών αλληλεπιδράσεων. Οι συγχωνεύσεις μεταξύ υπερμεγέθων μαύρων τρυπών προσδιορίζονται από τις κοσμολογικές θεωρίες ως ο κύριος μοχλός της ανάπτυξης των γαλαξιών κατά τη διάρκεια των δισεκατομμυρίων ετών ιστορίας του σύμπαντος. Ωστόσο, η έλλειψη πρακτικών παραδειγμάτων σε τόσο προχωρημένα στάδια σύγκρουσης κράτησε πολλές από αυτές τις υποθέσεις στο πεδίο της μαθηματικής εικασίας. Η λεπτομερής παρατήρηση του πώς συμπεριφέρεται η ύλη τις στιγμές πριν από το τελικό σοκ θα συμβάλει στην κάλυψη κενών στα τρέχοντα φυσικά μοντέλα. Οι αστρονόμοι σχεδιάζουν να εντείνουν τη χρήση διαστημικών και επίγειων τηλεσκοπίων, ώστε να μην χάνουν καμία λεπτομέρεια σχετικά με τις αλλαγές στο μοτίβο της εκπομπής φωτός. Qualquer Η απότομη αλλαγή στη συνολική φωτεινότητα του συστήματος μπορεί να υποδηλώνει την έναρξη της κρίσιμης φάσης της σύντηξης. Η επιτυχία αυτής της έρευνας ενθαρρύνει επίσης την αναζήτηση άλλων παρόμοιων δυαδικών συστημάτων που μπορεί να κρύβονται στα κέντρα μακρινών ενεργών γαλαξιών. Η χαρτογράφηση αυτών των κοσμικών ζευγών αποκαλύπτει πόσο συχνά μεγάλοι γαλαξίες συγκρούονται και συγχωνεύονται για να σχηματίσουν τις υπερδομές που παρατηρούμε σήμερα.