Einige Quasare enthalten tatsächlich zwei supermassive Schwarze Löcher, die sich im Prozess der Verschmelzung befinden
Quasare sind einige der mächtigsten Objekte im Universum. Sie wurden erstmals in den 1950er Jahren als helle Radioquellen entdeckt, die von fast punktförmigen Objekten stammen. Sie erhielten den Namen quasi-stellare Radioquellen, kurz Quasare. Wir wissen jetzt, dass sie von supermassereichen Schwarzen Löchern im Zentrum entfernter Galaxien angetrieben werden.
Es sind nicht die Schwarzen Löcher selbst, die so viel Licht emittieren, sondern das überhitzte Material, das das Schwarze Loch umgibt. Wenn das Material immer näher an das Schwarze Loch herangezogen wird, wird es gequetscht und stark erhitzt, wodurch es Licht im gesamten elektromagnetischen Spektrum emittiert.
Ein einzelnes supermassives Schwarzes Loch versorgt die meisten Quasare mit Energie, was Sinn macht, da binäre Schwarze Löcher dazu neigen, Material aus ihrer gemeinsamen Region zu entfernen. Ohne eng umgebendes Material wird ein Doppelsternsystem wahrscheinlich nicht zu einem Quasar. Das dachten zumindest Astronomen im Allgemeinen.
Die Mäusegalaxien sind ein Beispiel für verschmelzende Galaxien. Bildnachweis: Hubble-Weltraumteleskop
Als Astronomen jedoch ausgeklügelte Computersimulationen von sich ansammelnden Schwarzen Löchern entwickelten, fanden sie Fälle, in denen zwei supermassereiche Schwarze Löcher in einer engen Umlaufbahn eine gemeinsame Akkretionsscheibe bilden könnten, die einen Quasar antreiben könnte. Wir wissen seit langem, dass verschmelzende Galaxien dazu führen können, dass ihre Schwarzen Löcher enge Doppelsterne bilden, daher sollte es binäre Schwarze Lochquasare geben.
Dies zu beweisen ist nicht einfach. Während Computersimulationen zeigen, dass sie existieren sollten, wären sie immer noch selten. Um einen zu finden, braucht es nicht nur hochauflösende Bildgebung, sondern auch die Fähigkeit, Tausende von binären Quasar-Kandidaten zu analysieren. Kürzlich hat ein Team erfolgreich einen gefunden.
Im Herzen eines Quasars ist ein binäres Schwarzes Lochsystem zu sehen. Bildnachweis: Silverman et al
Mit der Hyper Suprime-Cam (HSC)-Kamera des Suburu-Teleskops untersuchten sie fast 35.000 bekannte Quasare aus dem Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Nach dem Durchsuchen der Daten fanden sie nur 421 potenzielle Binärdateien. Sie nahmen HSC-Bilder von jedem von ihnen auf und machten einen starken Kandidaten ausfindig. Sie haben diese Galaxie auch mit dem Gemini-Teleskop abgebildet und bestätigt, dass es sich um ein binäres System handelt. Eines der Schwarzen Löcher hat eine Masse von etwa 80 Millionen Sonnen, das andere etwa 200 Millionen Sonnenmassen.
Basierend auf dieser Umfrage schätzt das Team, dass binäre Schwarze Löcher nur etwa 0,3% der Quasare mit Energie versorgen. Aber trotz ihrer geringen Anzahl könnten solche Quasare ein tieferes Verständnis dafür liefern, wie sich Galaxien im Universum entwickelt haben und welche Rolle Schwarze Löcher dabei spielten.
Referenz:Silverman, John D., et al. “ Zwei supermassive Schwarze Löcher in unmittelbarer Nähe, die vom strategischen Programm Hyper Suprime-Cam Subaru aufgedeckt wurden . 'Das Astrophysikalische Journal899.2 (2020): 154.