Condamné à entrer en collision: les astronomes annoncent la découverte de trous noirs binaires supermassifs

Deux trous noirs supermassifs se tournent dans un système binaire. Ils sont 10 fois plus proches les uns des autres que les trous noirs dans le seul autre système de trous noirs binaires supermassif connu. Crédit: Caltech / R. Hurt (IPAC)

Un système binaire rare de trous noirs supermassifs, trouvés par les chercheurs, finira par fusionner, produisantondes gravitationnelleset faire la lumière sur la galaxie ettrou noirformation.

Une équipe de chercheurs de l'Université Purdue et d'autres institutions a découvert un système binaire Black Hole supermassif, l'un des deux seuls systèmes connus. Les deux trous noirs, qui se sont ornés, pèsent probablement l'équivalent de 100 millions de soleils chacun. L'un desPalise un jet massif qui se déplace vers l'extérieur à presque la vitesse de la lumière. Le système est si loin que la lumière visible vue de la Terre aujourd'hui a été émise il y a 8,8 milliards d'années.

Les deux ne sont entre 200 au et 2 000 UA, au moins 10 fois plus près que le seul autre système de trous noirs binaires supermassif connu. Un UA est la distance de la terre au soleil, qui représente environ 150 millions de kilomètres (93 millions de miles) ou 8,3 minutes légères.

La séparation étroite est importante car ces systèmes devraient éventuellement fusionner. Cet événement libérera une quantité massive d'énergie sous la forme de, provoquant des ondulations dans l'espace dans toutes les directions (et les oscillations dans la matière) lorsque les vagues passent.

Trouver des systèmes comme celui-ci est également important pour comprendre les processus par lesquels les galaxies se sont formées et comment elles se sont retrouvées avec des trous noirs massifs dans leurs centres.

Bref résumé des méthodes

Les chercheurs ont découvert par hasard le système lorsqu'ils ont remarqué un modèle sinusoïdal répétitif dans ses variations d'émission de luminosité radio au fil du temps, sur la base des données prises après 2008. Une recherche ultérieure de données historiques a révélé que le système variait également de la même manière à la fin des années 1970 au début des années 1980. Ce type de variation est exactement ce à quoi les chercheurs s'attendraient si l'émission à jet d'un trou noir est affectée par l'effet Doppler en raison de son mouvement orbital lorsqu'il oscille autour de l'autre trou noir. Matthew Lister au College of Science de l'Université Purdue et son équipe ont imaginé le système de 2002 à 2012, mais le radiotélescope de l'équipe n'avait pas la résolution pour résoudre les trous noirs individuels à une si grande distance. Ses données d'imagerie soutient le scénario de trou noir binaire et fournit également l'angle d'orientation de l'écoulement à jet, qui est un composant critique du modèle du papier pour les variations induites par Doppler.

Deux trous noirs supermassifs sont vus en orbite dans l'animation boucable de cet artiste. Le trou noir plus massif, qui représente des centaines de millions de fois la masse de notre soleil, tire un jet qui change dans sa luminosité apparente lorsque le duo tourne mutuellement. Les astronomes ont trouvé des preuves de ce scénario dans un quasar appelé PKS 2131-021 après avoir analysé 45 ans d'observations radio qui montrent périodiquement la gradation et l'éclaircissement. On pense que le schéma cyclique observé est causé par le mouvement orbital du jet. Crédit: Caltech / R. Hurt (IPAC)

Expertise du professeur Purdue

Matthew Lister, professeur de physique et d'astronomie, Purdue University College of Science, spécialise ses recherches dans les domaines suivants: noyaux galactiques actifs, jets et chocs astrophysiques,et les objets BL Lacerae, les galaxies Seyfert I à ligne étroite, très longue interférométrie de base.

Pour en savoir plus sur cette étude:

Référence: «La phénoménologie imprévue du Blazar PKS 2131–021: Un candidat binaire de trou noir supermassive unique» par S. O'Neill, S. Kiehlmann, ACS Readhead, MF Aller, Rd Blandford, I. Liodakis, Ml Lister, P. Mróz, CP O'Dea, TJ Pears MJ Graham, KJB GRAINGE, MW HODGES, T. HOVATTA, A. Lähteenmäki, JW Lamb, TJW Lazio, W. Max-Moerbeck, V. Pavlidou, Ta Prince, Ra Reeves, M. Tornikoski, P. Vergara de la Parra et Ja Zensus, 23 février 2022,LeLettres de journal astrophysique.
Deux: 10.3847 / 2041-8213 / AC504B

Financement: le soutien au programme Mojave comprend les subventions NASA-Fermi 80NSSC19K1579, NNX15AU76G et NNX12A087G.

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