Verborgen superzware zwarte gaten worden tot leven gewekt door sterrenstelsels op ramkoers

Astronomen hebben ontdekt dat door stof verduisterde superzware zwarte gaten waarschijnlijk zullen groeien en enorme hoeveelheden energie vrijgeven wanneer ze zich in sterrenstelsels bevinden die naar verwachting zullen botsen met een naburig sterrenstelsel. Het nieuwe werk, geleid door onderzoekers van de Universiteit van Newcastle, is gepubliceerd in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.

Melkwegstelsels, waaronder onze eigen Melkweg, bevatten superzware zwarte gaten in hun centrum. Ze hebben een massa die gelijk is aan miljoenen of zelfs miljarden keren die van onze zon. Deze zwarte gaten groeien door het gas dat erop valt te ‘eten’. Wat gas in de buurt van zwarte gaten drijft om dit te veroorzaken, is echter een voortdurend mysterie.

Een mogelijkheid is dat wanneer sterrenstelsels dicht genoeg bij elkaar zijn, ze waarschijnlijk door de zwaartekracht naar elkaar toe worden getrokken en “versmelten” tot één groter sterrenstelsel.

In de laatste fasen van zijn reis naar het zwarte gat licht het gas op en komt er een enorme hoeveelheid energie vrij. Deze energie wordt meestal gedetecteerd met behulp van zichtbaar licht of röntgenstralen. De astronomen die dit onderzoek hebben uitgevoerd, konden de groeiende zwarte gaten echter alleen met behulp van infraroodlicht detecteren. Het team gebruikte gegevens van veel verschillende telescopen, waaronder de Hubble-ruimtetelescoop en de infrarode Spitzer-ruimtetelescoop.

Onderzoekers hebben een nieuwe techniek ontwikkeld om te bepalen hoe waarschijnlijk het is dat twee sterrenstelsels die zo dicht bij elkaar staan ​​in de toekomst zullen botsen. Ze pasten deze nieuwe methode toe op honderdduizenden sterrenstelsels in het verre heelal (kijkend naar sterrenstelsels die 2 tot 6 miljard jaar na de oerknal ontstonden) in een poging de zogenaamde “kosmische middag” beter te begrijpen, een tijd waarin de meeste van de verwachte Het optreden van groei in de melkweg van het heelal en het zwarte gat.

Begrijpen hoe zwarte gaten in deze tijd groeiden, is de sleutel tot modern galactisch onderzoek, vooral omdat het ons inzicht zou kunnen geven in het superzware zwarte gat dat zich in de Melkweg bevindt, en hoe ons sterrenstelsel in de loop van de tijd is geëvolueerd.

Omdat ze zo ver weg zijn, voldoen slechts enkele van de kosmische sterrenstelsels op de middag aan de criteria die nodig zijn om nauwkeurige metingen van hun afstanden te verkrijgen. Dit maakt het erg moeilijk om met hoge nauwkeurigheid te zeggen of twee sterrenstelsels heel dicht bij elkaar staan.

Deze studie presenteert een nieuwe statistische methode om eerdere beperkingen van het meten van de exacte afstanden van sterrenstelsels en superzware zwarte gaten in de kosmische middag te overwinnen. Het past een statistische benadering toe om de afstanden van sterrenstelsels te bepalen met behulp van beelden op verschillende golflengten en maakt spectrale afstandsmetingen voor individuele sterrenstelsels overbodig.

Verwacht wordt dat gegevens van de James Webb Space Telescope de komende jaren een revolutie teweeg zullen brengen in infraroodonderzoek en meer geheimen zullen onthullen over hoe deze stoffige zwarte gaten groeien.

“Onze nieuwe aanpak kijkt met een statistische benadering naar honderdduizenden verre sterrenstelsels en vraagt ​​hoe waarschijnlijk het is dat twee sterrenstelsels dicht bij elkaar staan ​​en zeer waarschijnlijk op ramkoers zullen liggen”, zegt Sean Dougherty, een postdoctorale student aan de universiteit. van Newcastle en hoofdauteur van de krant.

Chris Harrison, co-auteur van de studie, stelt: “Deze superzware zwarte gaten zijn erg moeilijk te vinden omdat het röntgenlicht, dat astronomen doorgaans gebruiken om deze groeiende zwarte gaten te vinden, wordt geblokkeerd en niet wordt gedetecteerd door onze telescopen. Maar die zwarte gaten zijn zelf te vinden.” Het maakt gebruik van infraroodstraling, die wordt geproduceerd door het omringende hete stof.

Hij voegt eraan toe: “De moeilijkheid om deze zwarte gaten te vinden en om nauwkeurige afstandsmetingen te doen, verklaart waarom deze bevinding eerder zo moeilijk was bij het identificeren van verre kosmische middagstelsels. Met de JWST verwachten we meer van deze verborgen groeiende zwarte sterrenstelsels te vinden. De gaten. De JWST zal veel beter zijn in het vinden ervan.”We zullen dus nog veel meer moeten bestuderen, ook de moeilijk te vinden. en ontdek hoeveel er verborgen zijn in verre sterrenstelsels.”