Gli astronomi annunciano la scoperta di buchi neri supermassicci

Due buchi neri supermassicci orbitano l’uno intorno all’altro in un sistema binario. Sono 10 volte più vicini tra loro rispetto ai buchi neri nell’unico altro sistema di buchi neri supermassicci binari conosciuti. Credito: Caltech / R. Hurt (IPAC)

Un team di ricercatori della Purdue University e di altre istituzioni ha scoperto una massa enorme[{” attribute=””>black hole binary system, one of only two known such systems. The two black holes, which orbit each other, likely weigh the equivalent of 100 million suns each. One of the black holes powers a massive jet that moves outward at nearly the speed of light. The system is so far away that the visible light seen from Earth today was emitted 8.8 billion years ago.

The two are only between 200 AU and 2,000 AU apart, at least 10 times closer than the only other known supermassive binary black hole system. One AU is the distance from the Earth to the sun, which is about 150 million kilometers (93 million miles) or 8.3 light minutes.

The close separation is significant because such systems are expected to merge eventually. That event will release a massive amount of energy in the form of gravitational waves, causing ripples in space in every direction (and oscillations in matter) as the waves pass through.

Finding systems like this is also important for understanding the processes by which galaxies formed and how they ended up with massive black holes at their centers.

Breve riassunto dei metodi

I ricercatori hanno scoperto il sistema per caso quando hanno notato un pattern sinusoidale ricorrente nelle differenze di emissione di luminosità radio nel tempo, sulla base di dati acquisiti dopo il 2008. Una successiva ricerca di dati storici ha rivelato che anche il sistema stava cambiando allo stesso modo alla fine degli anni ’70 ai primi anni ’80. Questo tipo di varianza è esattamente ciò che i ricercatori si aspetterebbero se l’emissione di un flusso da un buco nero fosse influenzata dall’effetto Doppler a causa del suo movimento orbitale mentre oscillava attorno all’altro buco nero. Matthew Lister della School of Science della Purdue University e il suo team hanno ripreso il sistema dal 2002 al 2012, ma il radiotelescopio del team non ha la risoluzione necessaria per risolvere i singoli buchi neri a una distanza così grande. I suoi dati di imaging supportano lo scenario del buco nero binario e forniscono anche l’angolo direzionale del deflusso in uscita, che è una componente importante del modello foglia per i cambiamenti indotti dal Doppler.

Due buchi neri supermassicci in orbita l'uno intorno all'altro

Due buchi neri supermassicci sono visti in orbita l’uno intorno all’altro nell’animazione loopable di questo artista. Il buco nero più massiccio, centinaia di milioni di volte la massa del nostro Sole, rilascia getti che cambiano di luminosità apparente mentre i due si orbitano attorno. Gli astronomi hanno trovato prove di questo scenario in un quasar chiamato PKS 2131-021 dopo aver analizzato 45 anni di osservazioni radio che mostrano che il sistema si attenua e si illumina periodicamente. Si ritiene che il modello periodico osservato derivi dal movimento orbitale del getto. Credito: Caltech / R. Hurt (IPAC)

Esperienza del Professore della Purdue University

Matthew Lister, Professore di Fisica e Astronomia, Purdue University School of Science, è specializzato nella sua ricerca nelle seguenti aree: nuclei galattici attivi, getti e shock astrofisici, quasar e oggetti BL Lacertae, galassie di Seyfert I a strisce strette e fondamentali molto lunghi interferometria.

Per ulteriori informazioni su questo studio:

Riferimento: “Fenomeni imprevisti di Blazar PKS 2131–021: un candidato unico per un buco nero supermassiccio” di S.O’Neill, S. Kiehlmann, ACS Readhead, MF Aller, RD Blandford, I. Liodakis, ML Lister, P . Mróz, C. P. O’Dea, T. J. Pearson, V. Ravi, M. Vallisneri, K. A. Cleary, M. J. Graham, K. B. Grainge, M. W. Hodges, T. Hovatta, A. Lähteenmäki, J. W. Lamb, T. J. W. Lazio, W. Max-Moerbeck, V. Pavlido, T. Prince, R.A., Reeves, M. Lettere del diario astrofisico.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac504b

Finanziamento: include il sostegno al programma MOJAVE[{” attribute=””>NASA-Fermi grants 80NSSC19K1579, NNX15AU76G and NNX12A087G.

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