Jotkut kvasaarit sisältävät itse asiassa kaksi supermassiivista mustaa aukkoa sulautumisprosessissa
Kvasaarit ovat eräitä maailmankaikkeuden tehokkaimmista esineistä. Ne löydettiin ensimmäisen kerran 1950-luvulla kirkkaina radiolähteinä, jotka tulevat melkein pistemäisistä esineistä. Heille annettiin nimi kvasitähtien radiolähteet tai lyhyesti kvasaarit. Tiedämme nyt, että ne saavat voimansa supermassiivisista mustista aukoista kaukaisten galaksien keskellä.
Mustat aukot eivät säteile niin paljon valoa, vaan mustaa aukkoa ympäröivä ylikuumentunut materiaali. Kun materiaalia vedetään yhä lähemmäs mustaa aukkoa, se puristuu ja kuumenee valtavasti, mikä saa sen lähettämään valoa sähkömagneettisen spektrin poikki.
Yksi supermassiivinen musta aukko saa voimansa useimpiin kvasaariin, mikä on järkevää, koska binääriset mustat aukot pyyhkäisevät materiaalia yhteiseltä alueeltaan. Ilman tiiviisti ympäröivää materiaalia binäärijärjestelmästä ei todennäköisesti tule kvasaaria. Näin ainakin tähtitieteilijät yleensä ajattelivat.
Hiirigalaksit ovat esimerkki galaksien sulautumisesta. Luotto: Hubble Space Telescope
Mutta kun tähtitieteilijät kehittivät kehittyneitä tietokonesimulaatioita mustien aukkojen lisääntymisestä, he havaitsivat, että oli tapauksia, joissa kaksi lähellä kiertävää supermassiivista mustaa aukkoa saattoivat muodostaa yhteisen akkreettilevyn, joka voisi antaa virtaa kvasaarille. Olemme pitkään tienneet, että galaksien sulautuminen voi saada niiden mustat aukot muodostamaan läheisiä binaareja, joten binaarisia mustien aukkojen kvasaareja pitäisi olla.
Tämän todistaminen ei ole helppoa. Vaikka tietokonesimulaatiot osoittavat, että niiden pitäisi olla olemassa, ne olisivat silti harvinaisia. Sellaisen löytäminen ei vaadi vain korkearesoluutioista kuvantamista, vaan kykyä analysoida tuhansia binäärisiä kvasaariehdokkaita. Äskettäin joukkue onnistui löytämään sellaisen.
Kvasaarin sydämessä nähdään binäärinen musta aukkojärjestelmä. Luotto: Silverman et ai
Suburu-teleskoopin Hyper Suprime-Cam (HSC) -kameralla he tarkastelivat lähes 35 000 tunnettua kvasaaria Sloan Digital Sky Surveysta (SDSS). Tutkittuaan tietoja he löysivät vain 421 mahdollista binaaritiedostoa. He ottivat HSC-kuvia jokaisesta heistä ja löysivät yhden vahvan ehdokkaan. He myös kuvasivat tätä galaksia Gemini-teleskoopilla, mikä vahvisti sen olevan binäärijärjestelmä. Toisen mustan aukon massa on noin 80 miljoonaa aurinkoa, kun taas toisen noin 200 miljoonaa aurinkoa.
Tämän tutkimuksen perusteella ryhmä arvioi, että binääriset mustat aukot saavat tehonsa vain noin 0,3 prosenttiin kvasaareista. Mutta pienestä määrästään huolimatta tällaiset kvasaarit voisivat tarjota syvemmän ymmärryksen galaksien kehittymisestä maailmankaikkeudessa ja mustien aukkojen roolista.
Viite:Silverman, John D., et ai. ' Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program -ohjelma paljastaa kaksi supermassiivista mustaa aukkoa lähekkäin .'Astrophysical Journal899,2 (2020): 154.