Astronomen detecteren een paar superzware zwarte gaten in Markarian 501

Astronomen hebben direct bewijs gevonden van twee superzware zwarte gaten die om elkaar heen draaien in de kern van het sterrenstelsel Markarian 501. Het sterrenstelsel bevindt zich ongeveer 480 miljoen lichtjaar verwijderd van Terra. De ontdekking kwam voort uit een gedetailleerde analyse van radiogegevens die gedurende meer dan een decennium zijn verzameld. Het belangrijkste teken is de aanwezigheid van een tweede straal relativistische deeltjes naast de reeds bekende straal. Het internationale team publiceerde de resultaten in een onderzoek dat werd geaccepteerd door het tijdschrift Monthly Notices van de Royal Astronomical Society.

Het werk werd geleid door onderzoekers van Instituto Max Planck, Radioastronomia, Alemanha. Eles verwerkte 83 sets waarnemingen die tussen september 2011 en juli 2023 met Very Long Baseline Array waren gedaan. De waarnemingen vonden plaats met een frequentie van 43 gigahertz. De Essa-frequentie stelt ons in staat structuren zeer dicht bij de galactische kern op te lossen. Vergelijking met gegevens van lagere frequenties, zoals 15 gigahertz en 8 gigahertz, versterkten de bevindingen.

Details van radiowaarnemingen

De gegevens laten zien dat er twee verschillende jets uit dezelfde kern komen. De hoofdstraal, genaamd Jet 1, wijst in de richting van Terra en was al bekend. De tweede straal, genaamd Jet 2, verschijnt op sommige afbeeldingen aan de andere kant en buigt vervolgens tegen de klok in rond de kern. De Essa-configuratie werd herhaaldelijk waargenomen gedurende de twaalf jaar van monitoring. De componenten van Jet 2 veranderen van positie op schalen van weken en maanden.

In een observatie van 24 juni 2022 vormden structuren uit Jet 2 een gedeeltelijke boog rond de hoofdkern. De onderzoekers interpreteren deze boog als een gedeeltelijke Einstein-ring. Ele zou worden veroorzaakt doordat de zwaartekrachtlensvorming van het primaire zwarte gat inwerkt op de emissie van de straal uit het secundaire zwarte gat. De hoekresolutie van de beelden bereikt tienden van een milliboogseconde. Essa Precisie was essentieel om de structuren te scheiden.

De geschatte omlooptijd voor de beweging van Jet 2 rond de kern bedraagt ​​ongeveer 141 dagen in het referentiekader van de Melkweg. De lichtcurve van de kern heeft een periodiciteit van bijna 121 dagen. Há ook een langetermijnperiodiciteit van 7,4 jaar, geassocieerd met de precessie van het baanvlak van het systeem. De systematische verschuiving tussen verschillende frequenties wijst op de aanwezigheid van twee verschillende massieve objecten.

• Jet 2 verschijnt aan de zijkant van de tegenstraal en buigt tegen de klok in voordat hij zichzelf evenwijdig uitlijnt met Jet 1.
• Bij daaropvolgende waarnemingen draait Jet 2 naar het zuiden en gaat op in de belangrijkste straalstructuren.
• Het volledige systeem vertoont door de jaren heen een geleidelijke verschuiving met de klok mee.
• Tussen 2016 en 2017 was er een tijdelijke terugval, een zogenaamde backflip.
• Precessie verklaart de schommeling van het baanvlak als een top die wiebelt terwijl hij draait.
• Alternatieven zoals Kelvin-Helmholtz-instabiliteit reproduceren de asymmetrische verschuiving tussen frequenties niet.
• Het binaire model komt naar voren als de meest consistente verklaring voor de dataset.

Er is voor het eerst een tweede jet gedetecteerd in een blazar – een teken van een zeldzaam paar zwarte gaten!

Er is een tweede jet ontdekt in de kern van de blazar Markarian 501 (Mrk) – zeldzaam bewijs voor het mogelijke bestaan ​​van een paar superzware zwarte gaten op de rand van…pic.twitter.com/kzPzYPsI3O

— Black Hole (@konstructivizm)10 april 2026

Kenmerken van Galaxy Markarian 501

Markarian 501 is een blazar, een subtype van actieve galactische kern. Nesse type object, een van de jets wijst vrijwel direct op Terra. De uitlijning van Esse versterkt de waargenomen emissie door relativistische effecten van Doppler. Het sterrenstelsel zendt sterk radio-, röntgen- en gammastralingsenergie uit in het TeV-bereik. Sua Relatieve nabijheid maakt observaties met hoge resolutie op parsec-schalen mogelijk.

Sinds de jaren tachtig hebben astronomen verkeerde uitlijningen in de radiostructuur van het sterrenstelsel opgemerkt. De veranderingen vonden plaats tussen kleine schalen, dicht bij de kern, en grotere schalen van kiloparsecs. Modelos Eerdere voorgestelde spiraalvormige jets opgesloten in smalle kegels of eenvoudige precessie. Nenhuma Eerdere verklaringen verklaarden volledig de waargenomen abrupte veranderingen. De directe detectie van twee jets lost een deel van deze raadsels op die zich al tientallen jaren hebben opgehoopt.

Het primaire zwarte gat heeft een massa die wordt geschat op honderden miljoenen maal de massa van Sol. Het secundaire zwarte gat produceert Jet 2 en draait om het eerste op een afstand die varieert tussen 251 en 542 astronomische eenheden, afhankelijk van de veronderstelde totale massa. Essa scheiding komt overeen met tientallen stralen van Schwarzschild. Het hele gebied van het binaire systeem past in een ruimte kleiner dan de diameter van de Plutão baan rond Sol.

Implicaties voor de evolutie van superzware zwarte gaten

Superzware zwarte gaten groeien voornamelijk door fusies tijdens botsingen met sterrenstelsels. Modelos Theoretici voorspellen dat de centrale zwarte gaten na het samensmelten van sterrenstelsels een door zwaartekracht gebonden paar vormen. Eles beginnen om elkaar heen te draaien. De detectie op Markarian 501 biedt een direct observationeel geval van deze tussenfase. Até Soortgelijke bewijzen berustten voornamelijk op indirecte gevolgtrekkingen of kinematische modellering.

Het systeem kan zwaartekrachtgolven uitzenden met een frequentie van ongeveer 8 maal 10 tot min 8 hertz. Essa-frequentie valt binnen het verwachte detectievenster voor pulsar-timingarrays. Square Kilometre Array, in aanbouw, kan bijdragen aan toekomstige zoekopdrachten in dit laagfrequente regime. Dichter Observações met Very Long Baseline Array of de toekomstige Black Hole Explorer zou de orbitale geometrie verder kunnen verfijnen.

Leia Tambem

Netflix brengt tussen 1 en 5 juni 2026 vijf producties in première

De uitbarsting van de Hunga Tonga-vulkaan in 2022 zuiverde het methaan dat in de atmosfeer vrijkwam

Stephen Curry staat op de zesde plaats van de bestbetaalde atleten ter wereld met 124,7 miljoen dollar

De onderzoekers berekenden de coalescentietijd van het binaire bestand. Als de massa’s vergelijkbaar zijn, heeft het systeem nog miljarden jaren te gaan. Als de massaverhouding erg klein is, zoals 0,001, daalt de tijd tot honderden jaren. Het meest plausibele model wijst op vergelijkbare massa’s, wat duidt op een langdurig binair getal, dat nog lang niet definitief is samengesmolten. Algumas rapporten vermelden de mogelijkheid van coalescentie over ongeveer 100 jaar, maar de auteurs van het onderzoek blijven voorzichtig met deze schatting.

Analyse van alternatieven en methodologische nauwkeurigheid

Het team onderzocht alternatieve verklaringen voor de gegevens. Instabilidades van Kelvin-Helmholtz kan spiraalvormige structuren in jets produceren. Er werd ook rekening gehouden met interne of niet-uniforme massabelastingen. Nenhuma van deze hypothesen verklaart de systematische verschuiving tussen frequenties of de repetitieve orbitale beweging van 2. Kernverschuiving door zelfabsorptie door synchrotron is uitgesloten omdat deze in de verkeerde richting plaatsvindt.

Bij de analyse werd voor elk van de 83 tijdperken gebruik gemaakt van onafhankelijke Gaussiaanse modellen. Não Eerdere hypothesen werden opgelegd. De waarschijnlijkheidsprofileringsmethode maakte het mogelijk om onzekerheden in de parameters te kwantificeren. Vergelijking met onafhankelijke gegevens uit andere programma’s, zoals MOJAVE op 15 gigahertz, versterkte de interpretatie. Essa Kruisvalidatie verhoogde het vertrouwen in de resultaten.

De studie benadrukt dat dit de eerste directe beelddetectie is van een dual-jet-systeem in de kern van een blazar. Trabalhos Eerdere voorgestelde binaire bestanden op basis van periodiciteiten of indirecte variaties. De doorbraak hier ligt in de gelijktijdige observatie van twee jets die naast elkaar bestaan ​​in dezelfde beelden.

Historische context en toekomstperspectieven

Markarian 501 wordt al tientallen jaren op meerdere golflengten gevolgd. Sua Hoogenergetische gammastraling en de kronkelige radiostructuur trokken de aandacht. De periodiciteit van 7,4 jaar in de radiolichtcurve komt overeen met variaties waargenomen bij andere golflengten. Isso voegt samenhang toe aan het beeld dat ontstaat.

Het in eerdere waarnemingen gerapporteerde fenomeen van het oplichten van ledematen kan een artefact zijn dat wordt veroorzaakt door de superpositie van Jet 2 en Jet 1 in beelden van lagere kwaliteit. Quando De tweede jet werd niet herkend, de structuren ervan waren verward met de randen van de hoofdjet. Essa-mogelijkheid maakt de weg vrij voor het herlezen van historische VLBI-bestanden op andere actieve kernen.

Toekomstige waarnemingen met een dichtere cadans kunnen snelle passages van Jet 2 in specifieke configuraties vastleggen. Black Hole Explorer, met een geplande resolutie van ongeveer 6 microarcoseconden, zal Markarian 501 als prioritair doelwit hebben. Mesmo Zonder de orbitale scheiding rechtstreeks op te lossen, kunnen hifi-beelden details onthullen van de stroom materie die elk zwart gat aandrijft.

Op bredere schaal laat de casus zien dat actieve galactische kernen complexe omgevingen zijn. Het eenvoudige model van een enkel zwart gat met een paar jets loodrecht op de accretieschijf is nuttig, maar onvoldoende bij hoge resolutie. Fusões Galactica komen veel voor in het universum. Daarom moeten superzware dubbelsterren met zwarte gaten in grote aantallen voorkomen. Reanálises van bestaande interferometriegegevensverzamelingen met lange basislijn kunnen andere soortgelijke gevallen aan het licht brengen.

De bevinding versterkt de waarde van langetermijnmonitoringprogramma’s. Redes radiotelescopen zoals Very Long Baseline Array, die functioneert als een instrument ter grootte van een continent, zijn essentieel voor deze vooruitgang. Zorgvuldige analyse van gegevens die in de loop der jaren zijn verzameld, heeft ons in staat gesteld de twee verschillende draden in de structuur te onderscheiden die op één enkele straal leken te lijken.

Het universum blijft steeds meer lagen van complexiteit onthullen. Dois zwarte gaten draaien al tientallen jaren om elkaar heen in het hart van Markarian 501. Cada Men lanceert zijn eigen plasmastraal, versneld tot snelheden die die van licht benaderen. Lange tijd lieten de verwachtingen van instrumenten en waarnemers slechts één straalvliegtuig zien. Agora, met gegevens met hoge resolutie en nauwgezette analyses identificeert de wetenschap de twee. Esse Zoeken gaat niet alleen over een specifiek systeem. Ele opent nieuwe perspectieven om te begrijpen hoe de zwaarste zwarte gaten groeien en hoe sterrenstelsels in de kosmische tijd evolueren.