НАСА прати супермасивне црне рупе у њиховом циклусу судара

НАСА-ина рендгенска опсерваторија Цхандра открила је два пара супермасивних црних рупа у циклусима судара у патуљастим галаксијама, што је први доказ тако блиског сусрета. Ово откриће пружа важне информације о расту црне рупе у раном универзуму.

• Milky Way, likely formed larger galaxies through collisions in the early Universe.
• These newly-discovered merging dwarf galaxies can be used as analogs for more distant ones that are too faint to observe.
• The dwarf galaxies are on collision courses and are found in the galaxy clusters Abell 133 and Abell 1758S.

Evidence for two pairs of supermassive black holes in dwarf galaxies on collision courses has been found with Chandra. The two pairs are shown in X-rays from Chandra and optical light from the Canada-France-Hawaii telescope. The merger on the left is in a late stage and was given the single name of Mirabilis. The other merger is in the early stages and the two dwarf galaxies are named Elstir (bottom) and Vinteuil (top). Astronomers think that dwarf galaxies – those about 20 times less massive than the Milky Way – grow through mergers with others. This is an important process for galaxy growth in the early Universe and this discovery provides examples for scientists to study in greater detail. Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Alabama/M. Micic et al.; Optical: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA

A new study using NASA’s Chandra X-ray Observatory has tracked two pairs of supermassive black holes in dwarf galaxies on collision courses. This is the first evidence for such an impending encounter, providing scientists with important information about the growth of black holes in the early Universe.

By definition, dwarf galaxies contain stars with a total mass less than 3 billion Suns — or about 20 times less than the Milky Way. Astronomers have long suspected that dwarf galaxies merge, particularly in the relatively early Universe, in order to grow into the larger galaxies seen today. However, current technology cannot observe the first generation of dwarf galaxy mergers because they are extraordinarily faint at their great distances. Another tactic — looking for dwarf galaxy mergers closer by — had not been successful to date.

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=Д0зрбМ22кИУ

Нова студија је превазишла ове изазове спроводећи систематско истраживање Цхандриних дубоких рендгенских опсервација и упоређујући их са инфрацрвеним подацима НАСА-иног Виде Инфраред Сурвеи Екплорер (ВИСЕ) и оптичким подацима Телескопа Канаде, Француске и Хаваја (ЦФХТ).

Цхандра је био посебно драгоцен у овој студији јер се материјал који окружује црне рупе може загрејати на милионе степени, дајући велике количине рендгенских зрака. Тим је тражио парове сјајних извора рендгенских зрака у сударајућим патуљастим галаксијама као доказ о две црне рупе и открио два примера.

Докази за пар супермасивних црних рупа пронађени су у патуљастим галаксијама у циклусима судара са Цхандром. Пар се види на рендгенским зрацима из Цхандре и оптичком светлу са телескопа Канада-Француска-Хаваји. Спајање на левој страни је у касној фази и добило је индивидуално име Мирабилис. Друго спајање је у раној фази и две патуљасте галаксије су назване Елстир (доле) и Винтеуил (горе). Астрономи верују да патуљасте галаксије – оне 20 пута мање од Млечног пута – расту спајањем са другим. Ово је важан процес за раст галаксија у раном универзуму и ово откриће пружа примере за научнике за детаљније проучавање. Кредит: Кс-зраци: НАСА/ЦКСЦ/Унив. Алабама / м. Мицић и др.; Оптички: Гемини Обсерватори Интернатионал/НОИРЛаб/НСФ/АУРА

Један пар се налази у јату галаксија Абел 133 који се налази 760 милиона светлосних година од Земље, што се види на композитној слици лево. Цхандра рендгенски подаци у розе и оптички подаци из ЦФХТ у плавој боји. Чини се да је овај пар патуљастих галаксија у касној фази спајања, показујући дуге репове узроковане ефектима плиме и осеке од судара. Аутори нове студије назвали су га Мирабилис, након што је постао критично угрожен[{“ attribute=““>species of hummingbird known for their exceptionally long tails. Only one name was chosen because the merger of two galaxies into one is almost complete. The two Chandra sources show X-rays from material around the black holes in each galaxy.

X-ray and optical composite of Mirabilis. Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Alabama/M. Micic et al.; Optical: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA

The other pair was discovered in Abell 1758S, a galaxy cluster about 3.2 billion light-years away. The composite image from Chandra and CFHT is on the right, using the same colors as for Mirabilis. The researchers nicknamed the merging dwarf galaxies “Elstir” and “Vinteuil,” after fictional artists from Marcel Proust’s “In Search of Lost Time”. Vinteuil is the galaxy on the top and Elstir is the galaxy on the bottom. Both have Chandra sources associated with them, again from X-rays from material around the black holes in each galaxy. The researchers think these two have been caught in the early stages of a merger, causing a bridge of stars and gas to connect the two colliding galaxies from their gravitational interaction.

X-ray and optical composite of Elstir & Vinteuil. Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Alabama/M. Micic et al.; Optical: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA

The details of merging black holes and dwarf galaxies may provide insight to our Milky Way’s own past. Scientists think nearly all galaxies began as dwarf or other types of small galaxies and grew over billions of years through mergers. Follow-up observations of these two systems will allow astronomers to study processes that are crucial for understanding galaxies and their black holes in the earliest stages of the Universe.

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=КлмрЕКСТ_хеМ

Рад који описује ове налазе објављен је у недавном издању часописа тхе[{“ attribute=““>Astrophysical Journal.

Reference: “Two Candidates for Dual AGN in Dwarf-Dwarf Galaxy Mergers” by Marko Mićić, Olivia J. Holmes, Brenna N. Wells and Jimmy A. Irwin, 22 February 2023, The Astrophysical Journal.
DOI: 10.3847/1538-4357/aca1bb

The authors of the study are Marko Micic, Olivia Holmes, Brenna Wells, and Jimmy Irwin, all from the University of Alabama at Tuscaloosa.

NASA’s Marshall Space Flight Center manages the Chandra program. The Smithsonian Astrophysical Observatory’s Chandra X-ray Center controls science operations from Cambridge, Massachusetts, and flight operations from Burlington, Massachusetts.