Najnowsze badania kosmicznej podkowy wskazują, że układ ten jest naprawdę wyjątkowy. W centrum bliższej z obu galaktyk naukowcy teraz zidentyfikowali obecność ultramasywnej czarnej dziury (UMBH). Analizy danych obserwacyjnych wskazują, że może ona charakteryzować się masą aż 36 miliardów mas Słońca. Mowa tutaj zatem o jednej z najmasywniejszych znanych czarnych dziur.
Warto tutaj zwrócić uwagę na nazewnictwo. Powszechnie bowiem czarne dziury dzieli się na czarne dziury o masie gwiazdowej, czarne dziury o masie pośredniej i supermasywne czarne dziury. Na przestrzeni lat jednak naukowcy odkrywali coraz masywniejsze supermasywne czarne dziury, których masy były tak duże, że uznano, iż należy im się osobna nazwa. Od jakiegoś czasu zatem o czarnych dziurach, których masa przekracza 5 miliardów mas słońca, mówi się jako o ultramasywnych czarnych dziurach.
Czytaj także: To prawdziwe wrota do odległego wszechświata. Oto pierwsza podwójna soczewka grawitacyjna
Wyniki badań kosmicznej podkowy prowadzonych przez naukowców z Universidade Federal do Rio Grande do Sul w Brazylii opublikowano właśnie w artykule naukowym dostępnym na portalu preprintów naukowych arXiv.
Opisywana tutaj galaktyka na pierwszym planie skatalogowana pod numerem LRG 3-757, jest tzw. jasną czerwoną galaktyką (LRG), rzadkim typem znanym z intensywnej jasności w zakresie promieniowania podczerwonego.
Ta galaktyka jest wyjątkowo masywna, naukowcy szacują, że jej masa jest prawie 100 razy większa od masy Drogi Mlecznej. Teraz naukowcy potwierdzili, że w jej jądrze znajduje się jedna z najmasywniejszych czarnych dziur, jakie kiedykolwiek zidentyfikowano.
Badanie wzmacnia dobrze ugruntowaną relację między SMBH a ich galaktykami macierzystymi. Astronomowie od dawna bowiem obserwowali, że supermasywne czarne dziury znajdują się w centrach masywnych galaktyk, a ich masa zwykle związana jest z masą samej galaktyki. To powiązanie jest szczególnie widoczne w dużych galaktykach eliptycznych, takich jak LRG 3-757.
W ramach najnowszych badań naukowcy postanowili się przyjrzeć znanej i obserwowanej wielokrotnie korelacji między masą centralnej supermasywnej czarnej dziury a dyspersją prędkości gwiazd w centralnej części galaktyki (ang. MBH-sigmae). Zwykle naukowcy obserwowali, że im wyższa masa supermasywnej czarnej dziury, tym i dyspersja prędkości gwiazd jest wyższa. Relacja ta była na tyle dokładna, że naukowcy nawet wnioskowali masę czarnej dziury, wykonując pomiary prędkości gwiazd w centrum odległych galaktyk.
Okazuje się jednak, że w przypadku ultramasywnej czarnej dziury w centrum kosmicznej podkowy jest nieco inaczej. Masa czarnej dziury jest tutaj wyższa, niż wskazywałyby na to prędkości gwiazd w centralnej części galaktyki. Naukowcy podejrzewają, że zależności w górnej części spektrum mas czarnych dziur mogą być nieco inne.
Czytaj także: Astronomowie odkrywają fascynującą soczewkę w kosmosie. Zawiera największy Krzyż Einsteina w historii
Jednym z wyjaśnień tej odchyłki jest to, że wcześniejsze procesy łączenia galaktyk mogły wyrzucić część gwiazd z centrum galaktyki, zmieniając tym samym dyspersję prędkości, pozostawiając masę czarnej dziury niezmienioną. Podejrzewa się, że LRG 3-757 jest tak naprawdę kosmiczną skamieliną po dawnych procesach łączenia galaktyk. W takich galaktykach już zazwyczaj nie powstają nowe gwiazdy. Mało tego, do nietypowego odczytu mogły się także przyczynić dżety z aktywnego jądra galaktyki, które także mogły wpłynąć na rozkład gwiazd w galaktyce, oddzielając niejako tempo wzrostu ultramasywnej czarnej dziury od dyspersji prędkości gwiazd w jej otoczeniu.
Astronomowie spodziewają się, że przyszłe obserwacje rzucą więcej światła na ten intrygujący przypadek. Jakby nie patrzeć, kosmiczny teleskop Euclid w najbliższych latach może zidentyfikować nawet kilkaset tysięcy nowych soczewek grawitacyjnych. Z kolei Ekstremalnie Duży Teleskop powstający na szczycie Cerro Armazones na pustyni Atakama w Chile będzie doskonale nadawał się do badania dyspersji prędkości gwiazd w milionach galaktyk. Razem, obydwa instrumenty mogą zrewolucjonizować naszą wiedzę o ewolucji galaktyk skrywających ultramasywne czarne dziury.
