Astronomer opdager et par supermassive sorte huller i Markarian 501

Astronomer har identificeret direkte beviser for to supermassive sorte huller, der kredser om hinanden i kernen af ​​galaksen Markarian 501. Galaksen er omkring 480 millioner lysår fra Terra. Opdagelsen kom fra en detaljeret analyse af radiodata indsamlet over mere end et årti. Hovedtegnet er tilstedeværelsen af ​​en anden stråle af relativistiske partikler ved siden af ​​den allerede kendte stråle. Det internationale hold offentliggjorde resultaterne i en undersøgelse godkendt af tidsskriftet Monthly Notices af Royal Astronomical Society.

Arbejdet blev ledet af forskere fra Instituto Max Planck, Radioastronomia, Alemanha. Eles genbehandlede 83 sæt observationer foretaget med Very Long Baseline Array mellem september 2011 og 3. juli observationer med en frekvens på 3. juli. gigahertz. Essa frekvens giver os mulighed for at opløse strukturer meget tæt på den galaktiske kerne. Sammenligning med data fra lavere frekvenser, såsom 15 gigahertz og 8 gigahertz, forstærkede resultaterne.

Detaljer om radioobservationer

Dataene viser to forskellige jetfly, der dukker op fra den samme kerne. Hovedflyet, kaldet Jet 1, peger i retning af Terra og var allerede kendt. Den anden jet, kaldet Jet 2, vises på den modsatte side på nogle billeder og buer derefter mod uret rundt om kernen. Essa konfiguration blev observeret gentagne gange i løbet af de tolv års overvågning. Komponenterne i Jet 2 skifter position på skalaer af uger og måneder.

I en observation den 24. juni 2022 dannede strukturer fra Jet 2 en delvis bue omkring hovedkernen. Forskerne fortolker denne bue som en delvis Einstein ring. Ele ville være forårsaget af gravitationslinserne af det primære sorte hul, der virker på emissionen af ​​strålen fra det sekundære sorte hul. Billedernes vinkelopløsning når op på tiendedele af et millibuesekund. Essa Præcision var afgørende for at adskille strukturerne.

Den anslåede omløbsperiode for Jet 2’s bevægelse omkring kernen er omkring 141 dage i galaksens referenceramme. Kernens lyskurve har en periodicitet tæt på cirka 121 dage. Há også en langsigtet periodicitet på 7,4 år, forbundet med præcession af systemets orbitalplan. Det systematiske skift mellem forskellige frekvenser peger på tilstedeværelsen af ​​to adskilte massive objekter.

• Jet 2 vises på siden af ​​modstrålen og kurver mod uret, før den justerer sig parallelt med Jet 1.
• I efterfølgende observationer drejer Jet 2 mod syd og blander sig i de vigtigste jetstrukturer.
• Det komplette system viser gradvis afdrift med uret gennem årene.
• Der var en midlertidig tilbagetrækning mellem 2016 og 2017, kaldet et tilbagevenden.
• Præcession forklarer slingren af ​​orbitalplanet som en top, der slingrer, mens den drejer.
• Alternativer såsom Kelvin-Helmholtz-ustabiliteter reproducerer ikke det asymmetriske skift mellem frekvenser.
• Den binære model fremstår som den mest konsistente forklaring på datasættet.

Et andet jetfly er blevet opdaget for første gang i en blazar – et tegn på et sjældent sort hul-par!

Et andet jetfly er blevet opdaget i kernen af ​​blazaren Markarian 501 (Mrk) – sjældne beviser på den mulige eksistens af et tæt par supermassive sorte huller på grænsen til…pic.twitter.com/kzPzYPsI3O

— Black Hole (@konstruktivizm)10. april 2026

Funktioner i Galaxy Markarian 501

Markarian 501 er en blazar, en undertype af aktiv galaktisk kerne. Nesse objekttype, en af ​​strålerne peger næsten direkte på Terra. Esse justering forstærker den observerede emission ved relativistiske effekter af Doppler. Galaksen udsender kraftigt i radio-, røntgen- og røntgenstråler. Sua Relativ nærhed letter observationer i høj opløsning på parsec-skalaer.

Siden 1980’erne har astronomer bemærket fejljusteringer i galaksens radiostruktur. Ændringerne skete mellem små skalaer, tæt på kernen, og større skalaer af kiloparsecs. Modelos Tidligere foreslåede spiralformede jetfly indespærret i smalle kegler eller simpel præcession. Nenhuma Tidligere forklaring redegjorde fuldt ud for de observerede pludselige ændringer. Den direkte påvisning af to jetfly løser en del af disse gåder, der har akkumuleret i årtier.

Det primære sorte hul har en masse anslået til hundreder af millioner gange massen af ​​Sol. Det sekundære producerer Jet 2 og kredser om det første i en afstand, der varierer mellem 251 og 542 astronomiske enheder, afhængigt af den antagne samlede masse. Essa adskillelse svarer til snesevis af radier på Schwarzschild. Hele området af det binære system passer ind i et rum, der er mindre end diameteren af ​​Plutão kredsløbet omkring Sol.

Implikationer for udviklingen af ​​supermassive sorte huller

Supermassive sorte huller vokser primært gennem fusioner under galaksekollisioner. Modelos Teoretikere forudsiger, at efter fusionen af ​​galakser danner de centrale sorte huller et gravitationsbundet par. Eles begynder at kredse om hinanden. Detektionen på Markarian 501 tilbyder et direkte observationstilfælde af denne mellemfase. Até Nu var lignende beviser primært afhængige af indirekte slutninger eller kinematisk modellering.

Systemet kan udsende gravitationsbølger med en frekvens på omkring 8 gange 10 til minus 8 hertz. Essa-frekvensen falder inden for det forventede detektionsvindue for pulsar-timing-arrays. Square Kilometre Array, under opbygning, kan bidrage til fremtidige søgninger i dette lavfrekvente regime. Tættere Observações med Very Long Baseline Array eller fremtidens Black Hole Explorer kunne yderligere forfine orbitalgeometrien.

Leia Tambem

Netflix har premiere på fem produktioner mellem 1. og 5. juni 2026

Hunga Tonga-vulkanens udbrud i 2022 rensede metan frigivet til atmosfæren

Stephen Curry rangerer sjette blandt de bedst betalte atleter i verden med 124,7 mio.

Forskerne beregnede koalescenstiden for binæren. Hvis masserne er sammenlignelige, har systemet stadig milliarder af år tilbage. Hvis masseforholdet er meget lille, f.eks. 0,001, falder tiden til hundreder af år. Den mest plausible model peger på lignende masser, hvilket indikerer en langvarig binær, stadig langt fra endelig fusion. Algumas rapporter nævner muligheden for sammensmeltning om omkring 100 år, men undersøgelsens forfattere forbliver forsigtige med dette skøn.

Analyse af alternativer og metodisk stringens

Holdet undersøgte alternative forklaringer til dataene. Instabilidades af Kelvin-Helmholtz kan producere spiralformede strukturer i jetfly. Choques intern eller uensartet massebelastning blev også overvejet. Nenhuma af disse hypoteser forklarer det systematiske skift mellem frekvenser eller den gentagne orbitale bevægelse af Jet 2. Nukleusskift ved synkrotron-selvabsorption er blevet udelukket, da det sker i den forkerte retning.

Analysen brugte uafhængig Gaussisk modellering for hver af de 83 epoker. Não Tidligere hypoteser blev pålagt. Sandsynlighedsprofileringsmetoden gjorde det muligt at kvantificere usikkerheder i parametrene. Sammenligning med uafhængige data fra andre programmer, såsom MOJAVE på 15 gigahertz, forstærkede fortolkningen. Essa Krydsvalidering øgede tilliden til resultater.

Undersøgelsen fremhæver, at dette er den første direkte billeddannelsesdetektion af et dual-jet-system i kernen af ​​en blazar. Trabalhos Tidligere foreslåede binære filer baseret på periodiciteter eller indirekte variationer. Gennembruddet her er i den samtidige observation af to jetfly, der sameksisterer i de samme billeder.

Historisk kontekst og fremtidsperspektiver

Markarian 501 er blevet overvåget ved flere bølgelængder i årtier. Sua Højenergi-gammastråleemission og den snoede radiostruktur tiltrak sig opmærksomhed. Den 7,4-årige periodicitet i radiolyskurven stemmer overens med variationer observeret ved andre bølgelængder. Isso tilføjer sammenhæng til det billede, der tegner sig.

Fænomenet med lysere lemmer, der er rapporteret i tidligere observationer, kan være en artefakt forårsaget af overlejring af Jet 2 og Jet 1 i billeder af lavere kvalitet. Quando Det andet jetfly blev ikke genkendt, dets strukturer blev forvekslet med kanterne på hovedjetflyet. Essa mulighed baner vejen for genlæsning af historiske VLBI-filer på andre aktive kerner.

Fremtidige observationer med tættere kadence kan fange hurtige passager på Jet 2 i specifikke konfigurationer. Black Hole Explorer, med en planlagt opløsning på omkring 6 mikroarcosekunder, vil have Markarian 501 som et prioriteret mål. Mesmo Uden at løse kredsløbsadskillelsen direkte kan high-fidelity-billeder afsløre detaljer om den stofstrøm, der driver hvert sort hul.

På en bredere skala viser sagen, at aktive galaktiske kerner er komplekse miljøer. Den simple model af et enkelt sort hul med et par dyser vinkelret på akkretionsskiven er nyttig, men utilstrækkelig ved høj opløsning. Fusões Galactica er almindelige i universet. Derfor skal supermassive sorte hul-binære filer eksistere i stort antal. Reanálises af eksisterende lang-baseline interferometri datasamlinger kan afsløre andre lignende tilfælde.

Resultatet forstærker værdien af ​​langsigtede overvågningsprogrammer. Redes af radioteleskoper som Very Long Baseline Array, der fungerer som et instrument på størrelse med et kontinent, er afgørende for disse fremskridt. Omhyggelig analyse af data akkumuleret over år gjorde det muligt for os at skelne de to adskilte tråde i strukturen, der så ud til at være en enkelt jet.

Universet fortsætter med at afsløre yderligere lag af kompleksitet. Dois sorte huller har hvirvlet rundt om hinanden i hjertet af Markarian 501 i årtier. Cada Man udsender sin egen plasmastråle, der accelereres til hastigheder, der nærmer sig lysets. I lang tid viste instrumenter og observatørers forventninger kun ét jetfly. Agora, med data i høj opløsning og omhyggelig analyse, identificerer videnskaben de to. Esse At finde handler ikke kun om et specifikt system. Ele åbner nye perspektiver for at forstå, hvordan de mest massive sorte huller vokser, og hvordan galakser udvikler sig over kosmisk tid.