खगोलविदों ने एक दूसरे के चारों ओर परिक्रमा करते हुए तीन सुपर ब्लैक के साथ एक स्थान पाया है

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खगोलविदों ने पृथ्वी से एक अरब प्रकाश वर्ष दूर तीन टकराती आकाशगंगाओं के केंद्र में तीन सुपरमैसिव ब्लैक होल (एसबीएस) देखे हैं। यह इस बात का प्रमाण है कि तीनों ही सक्रिय गांगेय नाभिक (AGN) हैं, जो कि सामग्री से टकराते हैं और चमकते हैं।

यह खोज "अंतिम पारस समस्या" पर कुछ प्रकाश डाल सकती है, जो खगोल भौतिकी और ब्लैक होल विलय में लंबे समय से चली आ रही समस्या है।

खगोलविदों ने तीन दूरबीनों को कई टेलीस्कोपों के डेटा में पाया, जिनमें स्लोन डिजिटल स्काई सर्वे (एसडीएसएस), चंद्रा एक्स-रे ऑब्जर्वेटरी, और वाइड-फील्ड इन्फ्रारेड सर्वे एक्सप्लोरर (डब्ल्यूआईएसई) शामिल हैं। तीन ब्लैक होल लगभग एक में लपेटे गए हैं। अकल्पनीय रूप से महाकाव्य घटना; तीन आकाशगंगाओं का विलय। ये ट्रिपल मर्जर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं कि समय के साथ बड़े पैमाने पर ब्लैक होल कैसे विकसित होते हैं।

"यह सबसे मजबूत सबूत है जो अभी तक सुपरमैसिव ब्लैक होल को सक्रिय रूप से खिलाने की ऐसी ट्रिपल प्रणाली के लिए मिला है।"
रेयान पफीफेल, जॉर्ज मेसन यूनिवर्सिटी, लीड लेखक।

जिन खगोलविदों ने पाया, वे ट्रिपल-आकाशगंगा विलय के केंद्र में तीन ब्लैक होल खोजने की उम्मीद नहीं कर रहे थे।

"हम केवल उस समय ब्लैक होल के जोड़े की तलाश कर रहे थे, और फिर भी, हमारी चयन तकनीक के माध्यम से, हम इस अद्भुत प्रणाली पर ठोकर खा गए," फेयरफैक्स, वर्जीनिया में जॉर्ज मेसन विश्वविद्यालय के रयान पफेफले ने कहा, एक नए पेपर के पहले लेखक इन परिणामों का वर्णन करने वाले एस्ट्रोफिजिकल जर्नल। "यह सबसे मजबूत सबूत है जो अभी तक सुपरमैसिव ब्लैक होल को सक्रिय रूप से खिलाने की ऐसी ट्रिपल प्रणाली के लिए मिला है।"

ट्रिपल ब्लैक होल सिस्टम को प्रदर्शित करना मुश्किल है क्योंकि उनके पड़ोस में बहुत कुछ चल रहा है। वे गैस और धूल में बह गए हैं जो इसे देखने के लिए चुनौतीपूर्ण बनाता है। इस अध्ययन में, तीन छेदों को उजागर करने के लिए विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के विभिन्न हिस्सों में कई दूरबीनों का संचालन किया गया। इसने कुछ नागरिक वैज्ञानिकों का काम भी लिया।

वे न केवल स्पॉट करना मुश्किल हैं, बल्कि दुर्लभ हैं। जॉर्ज मेसन के सह-लेखक शोबिता सत्यपाल ने कहा, "दोहरे और तिहरे ब्लैक होल अत्यधिक दुर्लभ हैं," लेकिन इस तरह की प्रणाली वास्तव में आकाशगंगा विलय का एक स्वाभाविक परिणाम है, जो हमें लगता है कि आकाशगंगा कैसे विकसित और विकसित होती है। "

एसडीएसएस इस ट्रिपल-मर्जर को दृश्य प्रकाश में स्थान देने वाला पहला स्थान था, लेकिन यह केवल नागरिक विज्ञान परियोजना गैलेक्सी ज़ू के माध्यम से था, जिसे आकाशगंगा को टकराने की प्रणाली के रूप में पहचाना गया था। तब WISE ने देखा कि सिस्टम इन्फ्रारेड में चमक रहा था, यह दर्शाता है कि यह आकाशगंगा विलय के एक चरण में था जब एक से अधिक ब्लैक होल को खिलाने की उम्मीद थी।

स्लोअन एंड डब्ल्यूआईईएस डेटा हालांकि, केवल सुराग का पता लगा रहे थे, और खगोलविदों ने अधिक पुष्टि के लिए चंद्र वेधशाला और बड़े दूरबीन टेलीस्कोप (एलबीटी) की ओर रुख किया। चंद्र टिप्पणियों से पता चला कि प्रत्येक आकाशगंगा के केंद्र में उज्ज्वल एक्स-रे स्रोत थे। यह ठीक वैसा ही है जहां वैज्ञानिक एसबीएस को खोजने की उम्मीद करते हैं।

अधिक साक्ष्य दिखा रहे हैं कि एसबीएएस चंद्रा और नासा के न्यूक्लियर स्पेक्ट्रोस्कोपिक टेलीस्कोप ऐरे (नुस्टार) उपग्रह से आए थे। उन्हें ब्लैक होल में से एक के पास बड़ी मात्रा में गैस और धूल के सबूत मिले। ब्लैक होल के विलीन होने की उम्मीद है। एसडीएसएस और एलबीटी के अन्य ऑप्टिकल लाइट डेटा ने वर्णक्रमीय साक्ष्य प्रदान किए, जो तीन एसयूएसआई फीडिंग की विशेषता है।

"ऑप्टिकल स्पेक्ट्रा में एक आकाशगंगा के बारे में जानकारी का खजाना होता है", सह-लेखक क्रिस्टीना मंज़ानो-किंग्स ऑफ़ कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, रिवरसाइड ने कहा। "वे आमतौर पर सक्रिय ब्लैक होल को सक्रिय रूप से पहचानने के लिए उपयोग किए जाते हैं और वे उन आकाशगंगाओं पर पड़ने वाले प्रभाव को प्रतिबिंबित कर सकते हैं जो वे निवास करते हैं।"

इस काम के साथ, खगोलविदों की टीम ने इन ट्रिपल ब्लैक होल सिस्टम को और अधिक खोजने का एक तरीका विकसित किया है। “इन प्रमुख वेधशालाओं के उपयोग के माध्यम से, हमने ट्रिपल सुपरमैसिव ब्लैक होल की पहचान करने के एक नए तरीके की पहचान की है। प्रत्येक टेलीस्कोप हमें इन प्रणालियों में क्या चल रहा है, के बारे में एक अलग सुराग देता है, ”Pififle कहा। "हम एक ही तकनीक का उपयोग करके अधिक ट्रिपल खोजने के लिए अपने काम का विस्तार करने की उम्मीद करते हैं।"

हो सकता है कि उन्होंने अंतिम पार्सक समस्या पर कुछ प्रकाश डाला हो।

अंतिम पारसेक समस्या

बाइनरी ब्लैक होल विलय की हमारी समझ के लिए अंतिम पार्सेक समस्या केंद्रीय है। यह एक सैद्धांतिक समस्या है जो कहती है कि जब दो ब्लैक होल एक दूसरे के करीब आते हैं, तो उनकी अत्यधिक कक्षीय ऊर्जा उन्हें विलय से रोकती है। वे कुछ प्रकाश वर्षों के भीतर प्राप्त कर सकते हैं, फिर विलय प्रक्रिया स्टाल।

जब दो ब्लैक होल शुरू में एक-दूसरे से संपर्क करते हैं, तो उनके अतिशयोक्तिपूर्ण प्रक्षेपवक्र उन्हें एक दूसरे के पिछले हिस्से में ले जाते हैं। समय के साथ, जैसा कि दोनों छेद अपने आस-पास के सितारों के साथ बातचीत करते हैं, वे तारों को गुरुत्वाकर्षण से गुलेल करते हैं, अपनी कक्षीय ऊर्जा को कुछ समय के लिए एक स्टार में स्थानांतरित करते हैं। गुरुत्वाकर्षण तरंगों के उत्सर्जन से ब्लैक होल की ऊर्जा भी घट जाती है।

आखिरकार दो ब्लैक होल एक दूसरे को और करीब से देखने और धीरे-धीरे एक दूसरे के करीब पहुंचने के लिए पर्याप्त कक्षीय ऊर्जा बहाते हैं। समस्या यह है कि जैसे ही वे दूरी को बंद करते हैं, अधिक से अधिक मामले को गोफन-शॉटिंग के माध्यम से उनके आसपास से निकाल दिया जाता है। इसका अर्थ है कि ब्लैक होल के साथ और अधिक कक्षीय ऊर्जा के साथ बातचीत करने और शेड करने के लिए कोई और बात नहीं है। उस बिंदु पर, विलय प्रक्रिया स्टाल। या यह होना चाहिए।

फिर भी खगोलविदों को पता है कि ब्लैक होल विलीन हो जाते हैं क्योंकि उन्होंने शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों को देखा है। वास्तव में, LIGO (लेजर इंटरफेरोमेट्री ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी) सप्ताह में एक बार ब्लैक होल विलय की खोज कर रहा है। वे अंत में एक दूसरे के साथ कैसे विलय करते हैं, इसे अंतिम पार्स समस्या कहा जाता है।

इस अध्ययन के पीछे की टीम को लगता है कि उनके पास इसका जवाब हो सकता है। उन्हें लगता है कि एक तीसरा ब्लैक होल, जैसा कि उन्होंने इस प्रणाली में देखा है, दो मर्जों को प्राप्त करने के लिए आवश्यक बढ़ावा प्रदान कर सकता है। एक त्रिक प्रणाली में ब्लैक होल की एक जोड़ी के रूप में एक दूसरे के पास पहुंचते हैं, तीसरा छेद उन्हें अंतिम पार्स को बंद करने और मर्ज करने के लिए प्रभावित कर सकता है।

कंप्यूटर सिमुलेशन के अनुसार, आकाशगंगाओं को टकराने में लगभग 16% सुपरमैसिव ब्लैक होल के जोड़े ने विलय होने से पहले एक तीसरे सुपरमैसिव ब्लैक होल के साथ बातचीत की होगी। वे विलय गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उत्पादन करेंगे, लेकिन समस्या यह है कि उन तरंगों का पता लगाने के लिए LIGO या VIRGO वेधशाला के लिए बहुत कम आवृत्ति होगी।

उन लोगों का पता लगाने के लिए, वैज्ञानिकों को LISA, ESA / NASA के लेजर इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटेना जैसी भविष्य की वेधशालाओं पर निर्भर रहना पड़ सकता है। LISA LIGO या VIRGO की तुलना में कम आवृत्ति के गुरुत्वाकर्षण तरंगों का निरीक्षण करेगा और सुपर-विशाल ब्लैक होल विलय के लिए बेहतर तरीके से सुसज्जित होगा।

इन परिणामों को प्रस्तुत करने वाले पेपर का शीर्षक "ए ट्रिपल ट्रिपल इन ए मिड-इन्फ्रारेड सेलेक्टेड लेट स्टेज गैलेक्सी मर्जर" है।