V štiri milijarde svetlobnih let oddaljeni galaksiji so tri supermasivne črne luknje zaprte v vrtinčastem objemu. To je najožji trio črnih lukenj, znanih do danes, in celo nakazuje, da so ti tesno zapakirani sistemi pogostejši, kot se je prej mislilo.
'Zame ostaja izjemno, da te črne luknje, ki so na samem skrajnem robu Einsteinove teorije splošne relativnosti, krožijo druga okoli druge s 300-kratno hitrostjo zvoka na Zemlji,' je dejal glavni avtor Roger Deane z Univerze v Capeu. Mesto v a izjava za javnost.
'Ne samo to, s kombiniranimi signali radijskih teleskopov na štirih celinah lahko opazujemo ta eksotični sistem na tretjini celotnega vesolja. To me zelo navdušuje, saj je to samo praskanje po površini dolgega seznama odkritij, ki bodo omogočena s kvadratnim kilometrskim nizom.'
Sistem, poimenovan SDSS J150243.091111557.3, je bil najprej identificiran kot kvazar — supermasivna črna luknja v središču galaksije, ki hitro kopiči material in močno sije — pred štirimi leti. Toda njegov spekter je bil rahlo čuden, saj je njegova dvojno ionizirana emisijska linija kisika [OIII] razdeljena na dva vrha namesto na enega.
Ugodna razlaga je nakazovala, da sta se v jedru galaksije skrivali dve aktivni supermasivni črni luknji.
Aktivna galaksija običajno kaže ozke emisijske črte z enim vrhom, ki izvirajo iz okoliške regije ioniziranega plina, je Deane povedal za Universe Today. Dejstvo, da ta aktivna galaksija kaže emisijske linije z dvojnim vrhom, kaže, da obstajata dve okoliški regiji ioniziranega plina in zato dve aktivni supermasivni črni luknji.
Toda ena od supermasivnih črnih lukenj je bila zavita v prah. Tako so Deane in sodelavci kopali malo dlje. Uporabili so tehniko, imenovano Very Long Baseline Interferometrija (VLBI), ki je sredstvo za povezovanje teleskopov skupaj, združevanje signalov, ločenih do 10.000 km, da bi videli podrobnosti, 50-krat večje kot pri Hubblovem vesoljskem teleskopu.
Opažanja iz Evropsko omrežje VLBI - niz evropskih, kitajskih, ruskih in južnoameriških anten - je razkrilo, da je s prahom pokrita supermasivna črna luknja spet dve namesto ene, zaradi česar je sistem skupaj tri supermasivne črne luknje.
Omrežje VLBI. Zasluge za sliko: Roger Deane
'To je tisto, kar je bilo tako presenetljivo,' je Deane povedal za Universe Today. »Naš cilj je bil potrditi dve domnevni črni luknji. Nismo pričakovali, da sta ena od teh v resnici dve, kar bi lahko razkrila samo evropska mreža VLBI zaradi zelo finih podrobnosti, ki jih je sposobna zaznati.'
Deane in sodelavci so si ogledali šest podobnih galaksij, preden so našli svoj prvi trio. Dejstvo, da so ga našli tako hitro, kaže, da so pogostejši, kot se je prej mislilo.
Notranji par črnih lukenj trojnega sistema, kot ga vidi Evropska mreža VLBI (EVN). Zasluge za sliko: R.P. Deane et al.
Pred današnjim dnem so bili znani samo štirje sistemi trojnih črnih lukenj, pri čemer je bil najbližji par oddaljen 2,4 kiloparseka - približno 2000-krat večja razdalja od Zemlje do najbližje zvezde Proksime Centauri. Toda najbližji par v tej trojici loči le 140 parsekov - približno 10-krat večjo razdaljo.
Čeprav so se Deane in sodelavci zanašali na fenomenalno ločljivost tehnike VLBI, da bi prostorsko ločili dve bližnji črni luknji, so tudi pokazali, da je o njihovi prisotnosti mogoče sklepati iz večjih značilnosti. Orbitalno gibanje črne luknje je na primer vtisnjeno v njene velike curke, ki jih zasukajo v spiralno obliko. To lahko manjšim teleskopom zagotovi orodje za njihovo iskanje z veliko večjo učinkovitostjo.
'Če bo rezultat obdržal, bo zelo kul,' je za Universe Today povedala strokovnjakinja za binarne supermasivne črne luknje Jessie Runnoe z univerze Pennsylvania State. Ta raziskava ima številne posledice za razumevanje nadaljnjih pojavov.
Prvi osvetljuje evolucijo galaksij. Dve ali tri supermasivne črne luknje so dimna pištola, ki jo je galaksija združila z drugo. Torej lahko astronomi s podrobnim pregledom teh galaksij razumejo, kako so se galaksije razvile v svoje današnje oblike in velikosti.
Drugi osvetljuje pojav, znan kot gravitacijsko sevanje. Einsteinova splošna teorija relativnosti napoveduje, da se, ko se ena od dveh ali treh supermasivnih črnih lukenj zavije navznoter, gravitacijski valovi - valovanje v tkivu samega prostor-časa - širijo v vesolje.
Prihodnji radijski teleskopi bi morali biti sposobni meriti gravitacijske valove takih sistemov, ko njihove orbite upadajo.
'V prihodnosti nam bo kvadratni kilometrski niz omogočal, da najdemo in preučimo te sisteme v izvrstnih podrobnostih in nam resnično omogoči [da] veliko bolje razumemo, kako črne luknje oblikujejo galaksije v zgodovini vesolja,' je dejal. soavtor Matt Jarvis z univerz v Oxfordu in Western Cape.
Raziskava je bila danes objavljena v reviji Narava.
