Nowe wskazówki badań na obecność niekonwencjonalnych galaktyk zawierających 2 czarnych dziur

Wśród astronomów, to od dawna ugruntowane, że większość galaktyk czarną dziurę w swoim centrum. Ale galaktyki hostingowych parę czarnych dziur pozostaje teoretyczne.

Wyniki badań zespołu ukazał się w Astrophysical Journal w dniu 19 czerwca 2020 w artykule zatytułowanym „Systematyczne poszukiwanie okresowości gamma w galaktyka aktywna wykryte przez teleskop Fermi dużym obszarze.”

„W ogóle, supermasywne czarne dziury charakteryzują mas ponad miliona mas że nasze słońce”, powiedział Pablo Penil, główny autor badania i Ph.D. student na Universidad Complutense de Madrid w Hiszpanii. „Część tych czarnych dziur, znanych jako galaktyka aktywna (AGN) stwierdzono, że przyspieszenie cząstek prawie do prędkości światła w skolimowanych wiązek zwanych dysz. Emisja z tych strumieni jest wykrywany w całym widmie elektromagnetycznym, a większość ich energia jest uwalniana w postaci promieni gamma.”

promienie gamma, które są najbardziej ekstremalna forma światła, są wykrywane przez duży obszar na pokładzie teleskopu NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope. AGN charakteryzują się nagłą i nieprzewidywalne wahania jasności.

„Identyfikacja regularne wzory w ich emisji gamma jest jak patrząc na morze burzliwe i poszukiwanie maleńkiej regularnym zbioru fal wywołanych przez, powiedzmy, z upływem małej łódce” Penil powiedział. „To staje się bardzo trudne bardzo szybko.”

Zespół dokonał pierwszy trudny etap identyfikacji dużej liczby galaktyk, który emituje okresowo przez lata i stara się odpowiedzieć na pytanie, co powoduje, że okresowe zachowanie w tych AGN. Kilka potencjalnych wyjaśnień są fascynujące.

„Następnym krokiem będzie przygotowanie obserwacyjnych kampanii z innych teleskopów uważnie śledzić na tych galaktyk i miejmy nadzieję rozwikłać przyczyny tych istotnych spostrzeżeń”, powiedział współautor Marco Ajello, adiunktem w Kolegium Wydziału Fizyki PAN i astronomia w Clemson University. „Mamy kilka możliwości w pamięci, z efektami latarni produkowanych przez dysze do modulacji w przepływie masy na czarną dziurę, ale bardzo ciekawym rozwiązaniem jest to, że częstotliwość jest wytwarzana przez parę czarnych dziur obracających się wokół siebie . Zrozumienie relacji tych czarnych dziur z ich środowiska będą miały zasadnicze znaczenie dla pełnego obrazu powstawania galaktyk.”

Dzięki dekadzie Fermi LAT obserwacji, zespół był w stanie zidentyfikować powtarzania sygnałów gamma nad cyklami kilku lat. Średnio emisje te powtarza się co około dwa lata.

„Nasze badanie stanowi najbardziej kompletną pracę na bieżąco o poszukiwaniu okresowości w promieniach gamma, badania, które będą miały zasadnicze znaczenie przy wyznaczaniu spostrzeżeniami na temat pochodzenia tego osobliwego zachowania”, powiedział współautor Alberto Domínguez, Ph.D. Penil za nadzorca w Madrycie, a także byłego naukowca doktora w grupie Ajello pod adresem Clemson. „Użyliśmy dziewięciu latach ciągłego LAT all-sky obserwacji. Wśród ponad dwa tysiące AGN analizowane, tylko o kilkanaście wyróżniać się na tym intrygującym cyklicznej emisji.”

Powiększając niewielką próbkę okresowych emiterów stanowi ważny krok naprzód w zrozumieniu podstawowych procesów fizycznych w tych galaktykach.

„Wcześniej tylko dwa blazary były znane pokazują okresowe zmiany w ich jasności gamma. Dzięki naszej pracy, możemy śmiało powiedzieć, że to zachowanie jest obecny w 11 innych źródeł”, powiedział współautor Sara Buson, profesor na Uniwersytecie Würzburg w Niemczech. „Ponadto, nasze badanie wykazało 13 innych galaktyk z nutą cyklicznej emisji. Ale pewnie to potwierdzić, musimy czekać na Fermi LAT zebrać jeszcze więcej danych.”

źródło Clemson University. "New research hints at the presence of unconventional galaxies containing 2 black holes: An international team of astronomers identifies periodic gamma-ray emissions from 11 active galaxies." ScienceDaily. ScienceDaily, 19 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200619143440.htm>.