Sagittarius A* najpewniej powstał z połączenia mniejszych czarnych dziur

Pochodzenie supermasywnych czarnych dziur takich jak Sagittarius A*, które mogą ważyć ponad milion razy więcej niż Słońce i znajdują się w centrum większości galaktyk – pozostaje jedną z największych tajemnic kosmosu.

.Naukowcy z Nevada Center for Astrophysics w UNLV (NCfA) odkryli przekonujące dowody sugerujące, że supermasywna czarna dziura w centrum naszej galaktyki Drogi Mlecznej, znana jako Sagittarius A* (Sgr A*), jest prawdopodobnie wynikiem wcześniejszej fuzji kosmicznej.

Badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy, opiera się na ostatnich obserwacjach z Event Horizon Telescope (EHT), który uchwycił pierwszy bezpośredni obraz Sgr A* w 2022 roku. EHT, wynik globalnej współpracy badawczej, synchronizuje dane z ośmiu istniejących obserwatoriów radiowych na całym świecie, tworząc ogromny wirtualny teleskop wielkości Ziemi.

Astrofizycy z UNLV, pod kierownictwem Yihan Wanga i Bing Zhanga wykorzystali dane z obserwacji Sagittarius A* za pomocą Event Horizon Telescope do poszukiwania dowodów na to, jak mógł się on uformować. Badacze zakładają, że supermasywne czarne dziury powstają albo przez akrecję materii w czasie, albo przez połączenie dwóch istniejących mniejszych obiektów tego typu.

.Naukowcy zbadali różne modele wzrostu, aby zrozumieć osobliwą szybką rotację i niewspółosiowość Sgr A* względem momentu pędu Drogi Mlecznej. Astronomowie wykazali, że te niezwykłe cechy można najlepiej wyjaśnić dużym wydarzeniem fuzji z udziałem Sagittarius A* i innej supermasywnej czarnej dziury, prawdopodobnie z galaktyki satelitarnej.

„To odkrycie toruje nam drogę do zrozumienia, w jaki sposób supermasywne czarne dziury rosną i ewoluują. Niewspółosiowy wysoki spin Sgr A* wskazuje, że mogła ona połączyć się z inną czarną dziurą, dramatycznie zmieniając jej amplitudę i orientację” – mówi Wang.

Korzystając z zaawansowanych symulacji, naukowcy modelowali wpływ fuzji, rozważając różne scenariusze, które są zgodne z obserwowanymi właściwościami spinowymi Sagittarius A*. Ich wyniki wskazują, że fuzja o stosunku mas 4:1 z wysoce nachyloną konfiguracją orbitalną mogłaby odtworzyć właściwości spinowe zaobserwowane przez EHT.

„Fuzja ta prawdopodobnie miała miejsce około dziewięć miliardów lat temu, po połączeniu Drogi Mlecznej z galaktyką Gaia-Enceladus. To wydarzenie nie tylko dostarcza dowodów na teorię hierarchicznego łączenia się czarnych dziur, ale także zapewnia wgląd w dynamiczną historię naszej galaktyki” – zaznacza Zhang.

Jak tłumaczą astrofizycy, Sagittarius A* znajduje się w centrum galaktyki oddalonej o ponad 27 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, a zaawansowane narzędzia, takie jak Event Horizon Telescope zapewniają bezpośrednie obrazowanie, które pomaga naukowcom testować zaproponowane teorie.

.Naukowcy twierdzą, że wyniki badania będą miały wpływ na przyszłe obserwacje za pomocą nadchodzących kosmicznych detektorów fal grawitacyjnych, takich jak Laser Interferometer Space Antenna (LISA), która ma zostać uruchomiona w 2035 roku i ma wykrywać podobne supermasywne fuzje czarnych dziur w całym wszechświecie.

Oprac. EG