eso2117fi — Tutkimustiedote

ESO:n teleskooppi on havainnut kaikkein läheisimmän supermassiivisten mustien aukkojen parin

30. marraskuuta 2021

Tähtitietelijät ovat Euroopan eteläisen observatorion Very Large Telescope, eli ESO:n VLT-kaukoputken avulla löytäneet Maata lähinnä olevan supermassiivisten mustien aukkojen parin. Myös mustien aukkojen keskinäinen etäisyys on pienempi kuin millään muilla aiemmin havaituilla supermassiivisten mustien aukkojen pareilla. Ne sulautuvat lopulta yhdeksi jättimäiseksi mustaksi aukoksi.

Supermassiivisten mustien aukkojen pari sijaitsee NGC 7727 galaksissa Vesimiehen tähdistössä noin 89 miljoonan valovuoden etäisyydellä Maasta. Vaikka tämä saattaa tuntua kaukaiselta, niin aikaisempi 470 miljoonan valovuoden ennätys rikotaan melkoisella erolla. Tämä tekee uudesta löydetystä supermassiivisten mustien aukkojen parista meitä lähimmän. 

Supermassiiviset mustat aukot piileksivät massiivisten galaksien keskellä ja kun kaksi tällaista galaksia yhdistyy, mustat aukot ajautuvat törmäyskurssille toistensa kanssa. NGC 7727:n supermassiivisten mustien aukkojen pari on lähimpänä toisiaan, mitä on koskaan löydetty. Ne ovat toisistaan vain 1600 valovuoden etäisyydellä. ”Tämä on ensimmäinen kerta, kun olemme löytäneet kaksi supermassiivista mustaa aukkoa näin lähellä toisiaan. Etäisyys on alle puolet edellisestä ennätyksestä”, Karina Voggel, tähtitieteilijä Strasbourgin observatoriossa Ranskassa ja tänään Astronomy & Astrophysics julkaisussa verkossa julkaistun tutkimuksen pääkirjoittaja, sanoi.

”Kahden mustan aukon pieni keskinäinen etäisyys ja nopeus tarkoittavat sitä, että ne tulevat sulautumaan yhdeksi hirviömäiseksi mustaksi aukoksi todennäköisesti seuraavan 250 miljoonan vuoden aikana”, Australian Queenslandin yliopiston professori Holger Baumgardt lisäsi. Tällaisten mustien aukkojen yhdistyminen voisi selittää, kuinka maailmankaikkeuden massiivisimmat mustat aukot syntyvät.

Voggel ja hänen tutkimusryhmänsä pystyivät määrittämään näiden kahden kohteen massat tarkastelemalla, kuinka mustien aukkojen vetovoima vaikuttaa niitä ympäröivien tähtien liikkeisiin. Aivan NGC 7727:n ytimessä sijaitsevan isomman mustan aukon massalle saatiin arvio lähes 154 miljoonaa kertaa Auringon massaa, kun taas sen seuralaisen massa on 6,3 miljoonaa Auringon massaa.

Tämä on ensimmäinen kerta, kun supermassiivisten mustien aukkojen parin massaa mitataan tällä tavalla. Tämä oli kuitenkin mahdollista, koska kohde on lähellä ja siitä voitiin tehdä yksityiskohtaisia havaintoja. Tutkimusryhmä teki havaintoja Paranalin observatoriossa Chilessä ESO:n VLT:n Multi-Unit Spectroscopic Explorer, eli MUSE-instrumentin avulla. Voggel oppi työskentelemään instrumentin kanssa jo ollessaan ESO:n opiskelijana. MUSEn avulla mitattujen massojen ja NASA/ESA Hubble-avaruusteleskoopin kanssa saatujen lisätietojen avulla ryhmä pystyi vahvistamaan, että NGC 7727:n kohteet todellakin olivat supermassiivisia mustia aukkoja.

Tähtitieteilijät olivat jo epäilleet, että galaksissa on kaksi mustaa aukkoa, mutta he eivät olleet pystyneet vahvistamaan niiden läsnäoloa. Kohteiden lähiympäristöstä ei havaittu tulevat suuria määriä korkean energian säteilyä, mikä paljastaisi niiden olemassaolon. ”Havaintomme tarkoittaa sitä, että näitä galaksien sulautumisten jäänteitä saattaa olla paljon enemmän, ja niissä voi olla monia piileskeleviä massiivisia mustia aukkoja, jotka vain odottavat löytämistään”, Voggel sanoi. ”Tämä voisi lisätä paikallisessa universumissa tunnettujen supermassiivisten mustien aukkojen kokonaismäärää 30 prosentilla.”

Vastaavien supermassiivisten musta aukko parien etsimisen odotetaan edistyvän merkittävästi ESO:n Extremely Large Telescope, eli ELT-kaukoputken ansiosta. ELT aloittaa toimintansa myöhemmin tällä vuosikymmenellä Chilen Atacaman autiomaassa. ”Tämän supermassiivisen musta aukko parin havaitseminen on vasta alkua”, yksi artikkelin kirjoittajista, ja Chilen ESO:n tähtitieteilijä, sekä ESO Paranalin tiedeoperaatioiden johtaja Steffen Mieske sanoi. ”ELT:n HARMONI-instrumentin avulla voimme tehdä tällaisia havaintoja huomattavasti kaukaisemmista kohteista. ESO:n ELT tulee olemaan tärkeässä roolissa näiden kohteiden ymmärtämisessä.”

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa: "First Direct Dynamical Detection of a Dual Super-Massive Black Hole System at sub-kpc Separation", joka julkaistaan Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202140827) lehdessä.

Tutkimusryhmässä mukana ovat olleet: Karina T. Voggel (Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg, Ranska), Anil C. Seth (University of Utah, Salt Lake City, USA [UofU]), Holger Baumgardt (School of Mathematics and Physics, University of Queensland, St. Lucia, Australia), Bernd Husemann (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Saksa [MPIA]), Nadine Neumayer (MPIA), Michael Hilker (European Southern Observatory, Garching bei München, Saksa), Renuka Pechetti (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, Yhdistynyt kuningaskunta), Steffen Mieske (European Southern Observatory, Santiago de Chile, Chile), Antoine Dumont (UofU), ja Iskren Georgiev (MPIA).

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa APEX- ja ALMA-observatriota Chajnantorilla, jotka ovat kaksi millimetri- ja alimillimetrin alueella toimivaa havaintolaitetta. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta silmää taivaalle”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.

Linkit

Yhteystiedot

Pasi Nurmi
Koordinaattori, FT, Turun yliopisto, Tiedekeskus
Turku, Suomi
Matkapuhelin: +358294504358
Sähköposti: pasnurmi@utu.fi

Karina Voggel
Strasbourg Observatory, University of Strasbourg
Strasbourg, France
Sähköposti: karina.voggel@astro.unistra.fr

Holger Baumgardt
School of Mathematics and Physics, University of Queensland
St. Lucia, Queensland, Australia
Puh.: +61 (0)7 3365 3430
Sähköposti: h.baumgardt@uq.edu.au

Steffen Mieske
European Southern Observatory
Vitacura, Santiago, Chile
Puh.: +56 22 463 3060
Sähköposti: smieske@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso2117.

Tiedotteesta

Tiedote nr.:eso2117fi
Nimi:NGC 7727
Tyyppi:Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE
Science data:2022A&A...658A.152V

Kuvat

Close-up and wide views of the nearest pair of supermassive black holes
Close-up and wide views of the nearest pair of supermassive black holes
Englanniksi
Close-up view of the nearest pair of supermassive black holes
Close-up view of the nearest pair of supermassive black holes
Englanniksi
Taivaalliset törmäykset
Taivaalliset törmäykset
Wide-field view of the region of the sky hosting NGC 7727
Wide-field view of the region of the sky hosting NGC 7727
Englanniksi

Videot

Supermassive Black Holes on a Collision Course (ESOcast 246 Light)
Supermassive Black Holes on a Collision Course (ESOcast 246 Light)
Englanniksi
Journey to the closest pair of supermassive black holes
Journey to the closest pair of supermassive black holes
Englanniksi
How MUSE uncovered the closest pair of supermassive black holes
How MUSE uncovered the closest pair of supermassive black holes
Englanniksi