Zwaartekracht-lichtbuiging onthult een van de grootste zwarte gaten die ooit zijn ontdekt

Een team van astronomen heeft een van de grootste zwarte gaten ooit ontdekt, gebruikmakend van een fenomeen dat zwaartekrachtlensing wordt genoemd.

Het team, geleid door Durham University in het Verenigd Koninkrijk, gebruikte zwaartekrachtlenzen – waarbij een voorgrondstelsel het licht van een ver object buigt en vergroot – en supercomputersimulaties in de DiRAC HPC-faciliteit, waardoor het team nauwkeurig kon onderzoeken hoe licht wordt gebogen door een zwart gat in een sterrenstelsel Honderden miljoenen lichtjaren verwijderd van de aarde.

Ze vonden een superzwaar zwart gat, een object met meer dan 30 miljard keer de massa van onze zon, in het voorgrondstelsel, een schaal die astronomen zelden zien.

Dit is het eerste zwarte gat dat met deze techniek is ontdekt, aangezien het team licht simuleert dat honderdduizenden keren door het universum reist. Elke simulatie bevat een ander massaal zwart gat, dat de reis van het licht naar de aarde verandert.

Toen de onderzoekers een superzwaar zwart gat in een van hun simulaties opnamen, kwam het pad dat het licht van het verre melkwegstelsel aflegde om de aarde te bereiken overeen met het pad dat te zien was in echte beelden gemaakt door de Hubble-ruimtetelescoop.

De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.

Hoofdauteur dr. James Nightingale, afdeling natuurkunde van Durham University, zei: “Dit specifieke zwarte gat, ongeveer 30 miljard keer de massa van onze zon, is een van de grootste ooit ontdekt en bevindt zich aan de bovengrens van hoe groot we kunnen zijn. We denk dat zwarte gaten een theoreticus kunnen worden, dus het is een zeer opwindende ontdekking.”

Zwaartekrachtlensing treedt op wanneer het zwaartekrachtveld van een voorgrondstelsel het licht van een achtergrondstelsel lijkt af te buigen, wat betekent dat we het vaker opmerken.

Net als een echte lens vergroot deze ook het achtergrondstelsel, waardoor wetenschappers het in meer detail kunnen bestuderen.

Dr. Nightingale zei: “De meeste grote zwarte gaten die we kennen, bevinden zich in een actieve toestand, waarbij materie die dicht bij het zwarte gat wordt getrokken, opwarmt en energie vrijgeeft in de vorm van licht, röntgenstralen en andere straling.”

Zwaartekrachtlensing maakt het echter mogelijk om inactieve zwarte gaten te bestuderen, iets wat momenteel niet mogelijk is in verre sterrenstelsels.Deze benadering zou ons in staat kunnen stellen veel meer zwarte gaten buiten ons lokale universum te detecteren en te onthullen hoe deze exotische objecten in de kosmische tijd evolueerden. .”

De studie, waarbij ook het Duitse Max Planck Instituut betrokken is, opent de verleidelijke mogelijkheid dat astronomen inactieve, zwaardere zwarte gaten kunnen ontdekken dan eerder werd gedacht, en onderzoeken hoe ze zo massief worden.

Het verhaal van deze ontdekking begon in 2004 toen collega-astronoom van Durham University, professor Alastair Edge, een gigantische boog van een zwaartekrachtlens opmerkte bij het bekijken van SGS-beelden.

We spoelen 19 jaar vooruit en met behulp van enkele hoge resolutiebeelden van NASA’s Hubble-telescoop en de DiRAC COSMA8-supercomputerfaciliteiten aan de Universiteit van Durham, konden Dr. Nightingale en zijn team dit opnieuw bekijken en verder onderzoeken.

Het team hoopt dat dit de eerste stap is naar een diepere verkenning van de mysteries van zwarte gaten, en dat toekomstige grootschalige telescopen astronomen zullen helpen verre zwarte gaten te bestuderen om meer te weten te komen over hun omvang en grootte.