Trzy supermasywne czarne dziury obok siebie zaskoczyły naukowców. To efekt kosmicznej kolizji

Bartłomiej Pawlak
Galaktyka NGC 6240 powstała z połączenia nie dwóch, a trzech mniejszych obiektów tego typu - wynika z nowego badania. Naukowcy są zdziwieni, bo w jej centrum znajeziono trzecią supermasywną czarną dziurę, której wcześniej nie dało się dostrzec. Nigdy wcześniej nie zaobserwowano tak masywnych czarnych dziur, znajdujących się tak blisko siebie.

NGC 6240 to piękna galaktyka nieregularna (na zdjęciu powyżej) znajdująca się w odległości ok. 300 mln lat świetlnych od Ziemi. Została odkryta 12 lipca 1871 roku, a jej kształt już na pierwszy rzut oka wyraźnie sugeruje, że jest efektem kosmicznej kolizji.

Dlatego naukowcy nigdy nie mieli wątpliwości - NGC 6240 powstała w wyniku zderzenia dwóch regularnych, spiralnych galaktyk. Wpływ pól grawitacyjnych obu tych obiektów sprawił, że wyraźne struktury spiralne zostały zupełnie zniszczone i dlatego NGC 6240 wygląda dziś w taki, a nie inny sposób.

>>> Czarna dziura pożera gwiazdę wielkości Słońca: 

Zobacz wideo

Nowe badanie dowodzi, że naukowcy byli w błędzie

Astronomowie od dawna też wiedzieli, że w centrum NGC 6240 znajdują się dwie supermasywne (czyli o masie milionów Słońc) czarne dziury, które niegdyś "sklejały" grawitacyjnie dwie osobne galaktyki. Nic dziwnego, emitują one ogromne ilości promieniowania, dlatego nietrudno je wychwycić.

Teraz okazuje się jednak, że nie mieli oni racji. Nowe badanie opublikowane w tym tygodniu w czasopiśmie naukowym Astronomy & Astrophysics wskazuje na to, że w centrum NGC 6240 są nie dwie, a trzy potężne czarne dziury o masie ok. 90 mln mas Słońca każda. Dla porównania, Sagittarius A* znajdujący się centrum Drogi Mlecznej ma masę równą "zaledwie" 4,31 mln mas Słońca.

Trzy czarne dziury tuż obok siebie

Dwie spośród trzech czarnych dziur (nazwane "S1" i "S2") znajdują się na tyle blisko siebie, że do tej pory astronomowie widzieli je jako jeden obiekt. Trzecia ("północna", a więc nazwana "N") znajduje się nieco dalej, dzięki czemu była widoczna już wcześniej. Położenie wszystkich trzech świetnie przedstawia poniższa grafika:

Trzy czarne dziury znajdujące się w centrum NGC 6240Trzy czarne dziury znajdujące się w centrum NGC 6240 fot. P Weilbacher (AIP), NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, and A Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)

Dzięki naszym obserwacjom w bardzo wysokiej rozdzielczości przestrzennej, byliśmy w stanie wykazać, że oddziałujący wzajemnie system galaktyki NGC 6240 ma nie dwie - jak wcześniej zakładano - ale trzy supermasywne czarne dziury w swoim centrum

- powiedział w oświadczeniu Wolfram Kollatschny, główny autor badań i profesor Uniwersytet w Getyndze, w Niemczech.

Naukowcy są zaskoczeni, bo dotychczas nie zdawano sobie sprawy, że dwie supermasywne czarne dziury mogą znajdować się tak blisko siebie. Dwie "południowe" ("S1" i "S2") udało się rozdzielić dopiero teraz, za pomocą należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego zespołu teleskopów Very Large Telescope w Chile, dzięki znacznemu powiększeniu obrazu o ogromnej rozdzielczości.

Wszystkie trzy czarne dziury obiegają wspólny środek masy w niewielkiej odległości od siebie. Obszar ten ma średnicę ok. 3 tys. lat świetlnych, czyli jest mniejszy niż 1/100 średnicy całej galaktyki. Nic dziwnego, że wcześniej naukowcy nie mogli rozdzielić obiektów znajdujących się tak blisko siebie i widzieli np. taki obraz:

Aktywne centrum NGC 6240 widziane w falach rentgenowskich. Widoczne są dwa wyraźne źródła promieniowaniaAktywne centrum NGC 6240 widziane w falach rentgenowskich. Widoczne są dwa wyraźne źródła promieniowania fot. NASA/CXC/MPE/S.Komossa et al / public domain

Nie dwie, a trzy galaktyki

Badanie dowodzi jednocześnie, że NGC 6240 powstała nie z dwóch - jak zakładano - ale z trzech mniejszych galaktyk. W każdej z nich znajdowała się supermasywna czarna dziura o podobnej masie, a po zderzeniu wszystkie trzy połączyły się grawitacyjnie w centrum nowo powstałej galaktyki nieregularnej.

Do tej pory we wszechświecie nigdy nie odkryto takiego zagęszczenia trzech supermasywnych czarnych dziur. Niniejsza sprawa dostarcza dowodów na jednoczesny proces łączenia trzech galaktyk wraz z ich centralnymi czarnymi dziurami

- powiedział Peter Weilbacher, współautor badania z Leibniz Institute for Astrophysics w Poczdamie.

Badanie to pozwoli zrozumieć astronomom, w jaki sposób powstają i ewoluują szczególnie największe galaktyki we wszechświecie. Zdaniem badaczy, wszystkie trzy czarne dziury w przyszłości połączą się w jedną, znacznie bardziej masywną. Wydarzenie to wytworzy niewiarygodnie silne fale grawitacyjne, które szybko rozprzestrzenią się w kosmosie.