Παραδόξως τεράστια μαύρη τρύπα ανακαλύφθηκε στον δορυφορικό γαλαξία του Γαλαξία

Οι αστρονόμοι του Πανεπιστημίου του Τέξας στο αστεροσκοπείο McDonald’s Austin βρήκαν ασυνήθιστα τεράστια μάζα μαύρη τρύπα στην καρδιά ενός από τα ΓαλαξίαςΝάνοι δορυφόροι γαλαξίες, που ονομάζονται Leo I. Σχεδόν τόσο μαζικοί όσο η μαύρη τρύπα του δικού μας γαλαξία, αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να επαναπροσδιορίσει την κατανόησή μας για την εξέλιξη όλων των γαλαξιών – τα δομικά στοιχεία του σύμπαντος. Η εργασία δημοσιεύεται σε πρόσφατο τεύχος του The Journal of Astrophysics.

Η ομάδα αποφάσισε να μελετήσει τον Λέοντα Α’ λόγω της ιδιαιτερότητάς του. Σε αντίθεση με τους περισσότερους νάνους γαλαξίες που περιφέρονται γύρω από τον Γαλαξία μας, ο Λέων Α δεν περιέχει πολλή σκοτεινή ύλη. Οι ερευνητές μέτρησαν το προφίλ της σκοτεινής ύλης του Λέοντα Ι, με τον τρόπο που αλλάζει η πυκνότητα της σκοτεινής ύλης από τις εξωτερικές άκρες του γαλαξία στο κέντρο του. Το έκαναν αυτό μετρώντας τη βαρυτική του έλξη στα αστέρια: όσο πιο γρήγορα κινούνται τα αστέρια, τόσο περισσότερη ύλη είναι κλειδωμένη στις τροχιές τους. Συγκεκριμένα, η ομάδα ήθελε να μάθει εάν η πυκνότητα της σκοτεινής ύλης αυξάνεται προς το κέντρο του γαλαξία. Ήθελαν επίσης να μάθουν εάν η μέτρηση του προφίλ τους θα ταίριαζε με προηγούμενες μετρήσεις που έγιναν χρησιμοποιώντας παλαιότερα δεδομένα τηλεσκοπίου σε συνδυασμό με μοντέλα υπολογιστών.

Γαλαξίας και δορυφόρος γαλαξίας Lion I

Οι αστρονόμοι του Παρατηρητηρίου McDonald ανακάλυψαν ότι ο Λέων Ι (ένθετο), ένας μικροσκοπικός δορυφορικός γαλαξίας στον Γαλαξία μας (κύρια εικόνα), έχει μια μαύρη τρύπα σχεδόν τόσο μεγάλη όσο αυτή του Γαλαξία. Ο Λέων Ι είναι 30 φορές μικρότερος από τον Γαλαξία. Το αποτέλεσμα θα μπορούσε να σηματοδοτήσει αλλαγές στην κατανόηση των αστρονόμων για την εξέλιξη των γαλαξιών. Πίστωση: ESA / Gaia / DPAC; SDSS (εισαγωγή)

Με επικεφαλής την πρόσφατη διδακτορική φοιτήτρια του UT Austin María José Bustamante, η ομάδα περιλαμβάνει τους αστρονόμους του UT Eva Noyola, Karl Gebhardt και Greg Zeimann, καθώς και συναδέλφους από το Γερμανικό Ινστιτούτο Max Planck για Εξωγήινη Φυσική (MPE).

READ  Οδηγός περίεργου παρατηρητή για την Κβαντομηχανική, pt. 2: Το χωνευτήριο σωματιδίων

Για τις παρατηρήσεις τους, χρησιμοποίησαν ένα μοναδικό όργανο που ονομάζεται VIRUS-W στο τηλεσκόπιο 2,7 μέτρων Harlan J. Smith στο Παρατηρητήριο McDonald.

Όταν η ομάδα τροφοδότησε τα βελτιωμένα δεδομένα και τα εξελιγμένα μοντέλα της σε έναν υπερυπολογιστή στο Προηγμένο Υπολογιστικό Κέντρο του Τέξας του UT Austin, πέτυχε ένα εκπληκτικό αποτέλεσμα.

«Τα μοντέλα ουρλιάζουν ότι χρειαζόμαστε μια μαύρη τρύπα στο κέντρο. δεν χρειάζεσαι πραγματικά πολλή σκοτεινή ύλη», είπε ο Gebhardt. «Έχετε έναν πολύ μικρό γαλαξία που πέφτει στον Γαλαξία και η μαύρη τρύπα του είναι περίπου τόσο μεγάλη όσο αυτή στον Γαλαξία. Η αναλογία μάζας είναι απολύτως τεράστια. Ο Γαλαξίας είναι κυρίαρχος. η μαύρη τρύπα Leo I είναι σχεδόν συγκρίσιμη. Το αποτέλεσμα δεν έχει προηγούμενο.

Οι ερευνητές είπαν ότι το αποτέλεσμα ήταν διαφορετικό από προηγούμενες μελέτες για τον Λέοντα Ι λόγω ενός συνδυασμού καλύτερων δεδομένων και προσομοιώσεων υπερυπολογιστών. Η κεντρική, πυκνή περιοχή του γαλαξία ήταν σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητη σε προηγούμενες μελέτες, οι οποίες επικεντρώθηκαν στις ταχύτητες μεμονωμένων αστεριών. Η τρέχουσα μελέτη έδειξε ότι για τις λίγες ταχύτητες που είχαν ληφθεί στο παρελθόν, υπήρχε μια προκατάληψη υπέρ των χαμηλών ταχυτήτων. Αυτό, με τη σειρά του, μείωσε την συναγόμενη ποσότητα ύλης που παγιδεύτηκε στις υποδοχές τους.

Τηλεσκόπιο Harlan J. Smith

Το τηλεσκόπιο Harlan J. Smith 2,7 μέτρων (107 ιντσών) στο Αστεροσκοπείο Austin McDonald στο Πανεπιστήμιο του Τέξας. Πιστοποίηση: Marty Harris / Παρατηρητήριο McDonald

Τα νέα δεδομένα συγκεντρώνονται στην κεντρική περιοχή και δεν επηρεάζονται από αυτήν. Η ποσότητα της συναγόμενης ύλης που περιέχεται στις τροχιές των άστρων έχει εκτοξευθεί στα ύψη.

Η ανακάλυψη θα μπορούσε να κλονίσει την κατανόηση των αστρονόμων για την εξέλιξη των γαλαξιών, επειδή «δεν υπάρχει εξήγηση για αυτόν τον τύπο μαύρης τρύπας σε νάνους σφαιροειδείς γαλαξίες», είπε ο Bustamante.

READ  Τρεις πιο αποτελεσματικοί τρόποι για να ελευθερώσετε το μπάνιο σας από οσμές και μικρόβια

Το αποτέλεσμα είναι ακόμη πιο σημαντικό καθώς οι αστρονόμοι έχουν χρησιμοποιήσει γαλαξίες όπως ο Λέων Ι, που ονομάζονται «νάνοι σφαιροειδείς γαλαξίες», για 20 χρόνια για να κατανοήσουν πώς κατανέμεται η σκοτεινή ύλη στους γαλαξίες, πρόσθεσε ο Gebhardt. Αυτός ο νέος τύπος σύντηξης μαύρης τρύπας δίνει επίσης στα παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων ένα νέο σήμα προς αναζήτηση.

«Εάν η μάζα της μαύρης τρύπας Lion I είναι υψηλή, αυτό μπορεί να εξηγήσει πώς αναπτύσσονται οι μαύρες τρύπες σε τεράστιους γαλαξίες», είπε ο Gebhardt. Αυτό συμβαίνει επειδή με την πάροδο του χρόνου, καθώς μικροί γαλαξίες όπως ο Λέων I πέφτουν σε μεγαλύτερους γαλαξίες, η μαύρη τρύπα του μικρότερου γαλαξία συγχωνεύεται με αυτή του μεγαλύτερου γαλαξία, αυξάνοντας τη μάζα του.

Κατασκευασμένο από μια ομάδα ευρωβουλευτών στη Γερμανία, το VIRUS-W είναι πλέον το μόνο όργανο στον κόσμο που μπορεί να πραγματοποιήσει αυτού του είδους τη μελέτη προφίλ σκοτεινής ύλης. Η Noyola επεσήμανε ότι πολλοί νάνοι γαλαξίες στο νότιο ημισφαίριο είναι καλοί στόχοι για εκείνη, αλλά κανένα τηλεσκόπιο του νότιου ημισφαιρίου δεν είναι εξοπλισμένο για αυτούς. Ωστόσο, το γιγάντιο τηλεσκόπιο του Μαγγελάνου (GMT) επί του παρόντος υπό κατασκευή, η Χιλή σχεδιάστηκε εν μέρει για αυτού του είδους τις εργασίες. Το UT Austin είναι ιδρυτικός εταίρος της GMT.

Αναφορά: «Dynamic Analysis of Dark Matter and Mass of the Central Black Hole in the Dwarf Spheroidal Lion I» από τους MJ Bustamante-Rosell, Eva Noyola, Karl Gebhardt, Maximilian H. Fabricius, Ximena Mazzalay, Jens Thomas και Greg Zeimann, Νοέμβριος 5 , 2021, The Journal of Astrophysics.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac0c79

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *