Arxiv teleskop məlumatlarından istifadə Əkizlər Şimali, astronomlar indiyə qədər tapılan ən ağır superkütləli qara dəliyi ölçdülər. İki superkütləli qara dəliyin birləşməsi çoxdan proqnozlaşdırılan, lakin heç vaxt müşahidə olunmayan bir hadisədir. Bu nəhəng cütlük kainatda belə bir hadisənin niyə mümkünsüz göründüyünə dair ipucları verir.
Demək olar ki, hər nəhəng qalaktikanın mərkəzində superkütləvi qara dəlik var. İki qalaktika birləşdikdə, onların qara dəlikləri ikili cüt meydana gətirə bilər, yəni bir-biri ilə bağlı orbitdə ola bilər. Bu ikili cütlərin zamanla birləşmək üçün təyin olunduğu fərz edilir, lakin bu heç vaxt müşahidə olunmayıb. Belə bir hadisənin mümkün olub-olmaması sualı onilliklər ərzində astronomlar arasında müzakirə mövzusudur.
Astronomlar B2 0402+379 elliptik qalaktikada yerləşən superkütləvi ikili qara dəliyi təhlil etmək üçün Milli Fizika İnstitutunun NOIRLab tərəfindən idarə olunan Əkizlər Beynəlxalq Rəsədxanasının yarısı olan Havaydakı Əkizlər Şimal teleskopunun məlumatlarından istifadə etdilər. Bu, hər iki obyekti ayrı-ayrılıqda görmək üçün kifayət qədər təfərrüatla görülən yeganə superkütləvi ikili qara dəlikdir və o, birbaşa ölçülən ən qısa məsafəyə görə, cəmi 24 işıq ili rekorduna sahibdir. Bu qədər yaxın məsafə güclü birləşmə üçün yaxşı nəticə versə də, sonrakı araşdırmalar nəticəsində məlum oldu ki, cütlük üç milyard ildən artıqdır ki, bu məsafədə qalıb və bu da sual doğurur: Gecikmənin səbəbi nədir?
Bu sistemin dinamikasını və onun dayanmış birləşməsini daha yaxşı başa düşmək üçün komanda qara dəliklərin yaxınlığında ulduzların sürətlərini təyin etməyə imkan verən Əkizlər Şimali Çox Obyekt Spektroqrafiyasının (GMOS) arxiv məlumatlarına müraciət etdi.
Stenford Universitetinin fizika professoru və məqalənin həmmüəllifi Rocer Romani deyib: “GMOS-un diqqətəlayiq həssaslığı bizə ulduzların qalaktikanın mərkəzinə yaxınlaşdıqca sürət artımının xəritəsini çəkməyə imkan verdi”. “Bunun sayəsində biz orada olan qara dəliklərin ümumi kütləsi haqqında nəticə çıxara bildik”.
Komanda ikili qara dəliyin kütləsinin Günəşinkindən 28 milyard dəfə çox olduğunu təxmin edir ki, bu da cütlüyü indiyə qədər ölçülən ən ağır ikili qara dəlik edir. Bu ölçmə nəinki ikili sistemin formalaşması və onun ev sahibi qalaktikasının tarixi üçün dəyərli kontekst təmin edir, həm də çoxdankı nəzəriyyəni təsdiqləyir ki, superkütləvi ikili qara dəliyin kütləsi potensial birləşmənin qarşısını almaqda əsas rol oynayır.
Əkizlər Beynəlxalq Rəsədxanasının NSF proqram direktoru Martin Still, "Əkizlər Beynəlxalq Rəsədxanasının məlumat arxivində istifadə olunmamış elmi kəşflərin qızıl mədəni var" dedi. "Bu superkütləvi ikili qara dəliyin kütləsinin ölçülməsi bu zəngin arxivi araşdıran yeni tədqiqatların potensial təsirinin parlaq nümunəsidir."
Bu ikilinin necə əmələ gəldiyini başa düşmək onun birləşib-qovuşmayacağını və nə vaxt birləşəcəyini təxmin etməyə kömək edə bilər - bir neçə ipucu cütlüyün çoxsaylı qalaktikaların birləşməsindən əmələ gəldiyini göstərir. Birincisi, B2 0402+379 “fosil çoxluğu”, yəni ulduzların və bütün qalaktikalar çoxluğunun qazının bir kütləvi qalaktikada birləşməsinin nəticəsidir. Bundan əlavə, böyük birləşmiş kütləsi ilə birlikdə iki superkütləli qara dəliyin olması onların müxtəlif qalaktikalardan olan bir neçə kiçik qara dəliyin birləşməsindən əmələ gəldiyini göstərir.
Qalaktik birləşmədən sonra superkütləvi qara dəliklər baş-başa toqquşmur. Bunun əvəzinə, məhdud bir orbitə yerləşərək bir-birinin yanından uçmağa başlayırlar. Hər keçiddə enerji qara dəliklərdən ətrafdakı ulduzlara ötürülür. Enerji itirərək, cütlük bir-birindən işıq ili olana qədər yaxınlaşır və daha da yaxınlaşır, burada qravitasiya radiasiyası ələ keçir və birləşir. Bu proses birbaşa ulduz-kütləvi qara dəliklərin cütlərində müşahidə edilib – ilk hal 2015-ci ildə qravitasiya dalğalarının aşkarlanması sayəsində qeydə alınıb – lakin ikili superkütləli sistemlərdə heç vaxt müşahidə olunmayıb.
Sistemin son dərəcə böyük kütləsi haqqında yeni biliklərlə komanda ikili sistemin orbitini bir-birinə yaxınlaşdıracaq qədər yavaşlatmaq üçün çoxlu sayda ulduzun lazım olacağı qənaətinə gəldi. Bu prosesdə qara dəliklər, demək olar ki, ətrafındakı bütün maddələri atıb, qalaktika nüvəsini ulduzlardan və qazdan məhrum etmiş kimi görünür. Cütlüyün orbitini daha da yavaşlatmaq üçün daha çox material olmadığı üçün onların birləşməsi son mərhələdə dayandı.
Romani deyir: “Daha yüngül qara dəlik cütləri olan qalaktikalar adətən kifayət qədər ulduz və kütləyə malikdirlər ki, tez yaxınlaşsınlar”. “Bu cüt çox ağır olduğu üçün işi yerinə yetirmək üçün çoxlu ulduz və qaz lazımdır. Ancaq binar mərkəzi qalaktikanı bu cür maddədən təmizləyərək onu donmuş və tədqiqatımız üçün əlçatan etdi."
Onların durğunluğun öhdəsindən gəlib, nəhayət, milyonlarla il sonra birləşəcəklər, yoxsa əbədi olaraq orbital limboda qalacaqlar, hələ də görünmək lazımdır. Əgər onlar birləşsələr, ortaya çıxan cazibə dalğaları ulduz-kütləvi qara dəliklərin birləşməsi nəticəsində yarananlardan 100 milyon dəfə güclü olacaq.
Mümkündür ki, cütlük başqa bir qalaktik birləşmə vasitəsilə bu son məsafəni qət edə bilər ki, bu da sistemə əlavə material və ya bəlkə də üçüncü qara dəliklə nəfəs alacaq və cütün orbitini birləşməyə kifayət qədər yavaşlatacaq. Bununla belə, B2 0402+379-un fosil çoxluğu statusunu nəzərə alsaq, yeni qalaktikaların birləşməsi ehtimalı azdır.
“Biz B2 0402+379 nüvəsinin gələcək tədqiqatlarını səbirsizliklə gözləyirik, burada onun nə qədər qaz ehtiva etdiyini görəcəyik” dedi Stenford aspirantı və məqalənin aparıcı müəllifi Tirth Surti. "Bu, bizə superkütləvi qara dəliklərin zamanla birləşə biləcəyi və ya ikili sistem olaraq qalacaqları barədə daha çox məlumat verəcək."
Həmçinin oxuyun: