Des astronomes annoncent la découverte de trous noirs supermassifs

Deux trous noirs supermassifs tournent l’un autour de l’autre dans un système binaire. Ils sont 10 fois plus proches les uns des autres que les trous noirs du seul autre système de trous noirs supermassifs binaire connu. Crédit : Caltech / R. Hurt (IPAC)

Une équipe de chercheurs de l’Université Purdue et d’autres institutions a découvert une masse massive[{ » attribute= » »>black hole binary system, one of only two known such systems. The two black holes, which orbit each other, likely weigh the equivalent of 100 million suns each. One of the black holes powers a massive jet that moves outward at nearly the speed of light. The system is so far away that the visible light seen from Earth today was emitted 8.8 billion years ago.

The two are only between 200 AU and 2,000 AU apart, at least 10 times closer than the only other known supermassive binary black hole system. One AU is the distance from the Earth to the sun, which is about 150 million kilometers (93 million miles) or 8.3 light minutes.

The close separation is significant because such systems are expected to merge eventually. That event will release a massive amount of energy in the form of gravitational waves, causing ripples in space in every direction (and oscillations in matter) as the waves pass through.

Finding systems like this is also important for understanding the processes by which galaxies formed and how they ended up with massive black holes at their centers.

Bref résumé des méthodes

Les chercheurs ont découvert le système par hasard lorsqu’ils ont remarqué un schéma sinusoïdal récurrent dans les différences d’émission de luminosité radio au fil du temps, sur la base de données prises après 2008. Une recherche ultérieure de données historiques a révélé que le système évoluait également de la même manière à la fin des années 1970. au début des années 1980. Ce type de variance est exactement ce à quoi les chercheurs s’attendraient si une émission de flux d’un trou noir était affectée par l’effet Doppler en raison de son mouvement orbital alors qu’il oscillait autour de l’autre trou noir. Matthew Lister de l’École des sciences de l’Université Purdue et son équipe ont imagé le système de 2002 à 2012, mais le radiotélescope de l’équipe n’a pas la résolution nécessaire pour résoudre les trous noirs individuels à une si grande distance. Ses données d’imagerie prennent en charge le scénario de trou noir binaire et fournissent également l’angle directionnel de l’écoulement de sortie, qui est un élément important du modèle de feuille pour les changements induits par Doppler.

Deux trous noirs supermassifs en orbite autour

Deux trous noirs supermassifs sont vus en orbite l’un autour de l’autre dans l’animation bouclable de cet artiste. Le trou noir le plus massif, des centaines de millions de fois la masse de notre Soleil, libère des jets dont la luminosité apparente change au fur et à mesure que le duo tourne autour l’un de l’autre. Les astronomes ont trouvé des preuves de ce scénario sur un quasar appelé PKS 2131-021 après avoir analysé 45 ans d’observations radio montrant que le système s’assombrissait et s’éclaircissait périodiquement. On pense que le motif périodique observé résulte du mouvement orbital du jet. Crédit : Caltech / R. Hurt (IPAC)

Expérience du professeur de l’Université Purdue

Matthew Lister, professeur de physique et d’astronomie à la Purdue University School of Science, se spécialise dans ses recherches dans les domaines suivants : noyaux galactiques actifs, jets et chocs astrophysiques, quasars et objets BL Lacertae, galaxies Seyfert I à bandes étroites et galaxies fondamentales très longues interférométrie.

Pour plus d’informations sur cette étude :

Référence : « Phénomènes inattendus de Blazar PKS 2131-021 : un candidat unique pour un trou noir supermassif » par S.O’Neill, S. Kiehlmann, ACS Readhead, MF Aller, RD Blandford, I. Liodakis, ML Lister, P . Mróz, C. P. O’Dea, T. J. Pearson, V. Ravi, M. Vallisneri, K. A. Cleary, M. J. Graham, K. B. Grainge, M. W. Hodges, T. Hovatta, A. Lähteenmäki, J. W. Lamb, T. J. W. Lazio, W. Max-Moerbeck, V. Pavlido, T. Prince, R.A., Reeves, M. Lettres du journal astrophysique.
DOI : 10.3847 / 2041-8213 / ac504b

Financement : inclut le soutien au programme MOJAVE[{ » attribute= » »>NASA-Fermi grants 80NSSC19K1579, NNX15AU76G and NNX12A087G.

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