หลุมดำที่ถูกจับคู่นั้นถูกทฤษฏีว่าเป็นเรื่องธรรมดา แต่ได้หลบหนีการตรวจจับไปจนถึงปัจจุบัน
นักดาราศาสตร์ Todd Boroson และ Tod Lauer จาก National Astronomy Observatory (NOAO) ในทูซอนรัฐแอริโซนาพบว่ามีหลุมดำขนาดใหญ่สองแห่งที่โคจรรอบกันและกันในใจกลางกาแลคซีแห่งหนึ่ง การค้นพบของพวกเขาปรากฏในฉบับสัปดาห์นี้ธรรมชาติ.
นักดาราศาสตร์สงสัยมานานแล้วว่ากาแลคซีขนาดใหญ่ส่วนใหญ่จะมีหลุมดำที่ใจกลางของพวกมันและกาแลคซีส่วนใหญ่ก็ต้องผ่านการควบรวมกิจการบางอย่างในช่วงชีวิตของพวกเขา แต่ในขณะที่ระบบหลุมดำเลขฐานสองควรเป็นเรื่องธรรมดา แต่ก็พิสูจน์ได้ยาก Boroson และ Lauer เชื่อว่าพวกเขาพบกาแลคซีที่มีหลุมดำสองแห่งซึ่งโคจรรอบกันและกันทุก ๆ 100 ปี ดูเหมือนว่ามันจะถูกแยกด้วยพาร์เซคเพียง 1/10 ส่วนหนึ่งในสิบของระยะทางจากโลกถึงดาวที่ใกล้ที่สุด
หลังจากกาแลคซีก่อตัวเป็นไปได้ว่าหลุมดำขนาดใหญ่สามารถก่อตัวที่ใจกลางของมันได้ เนื่องจากกาแลคซีจำนวนมากถูกพบอยู่ในกระจุกกาแลคซีกาแลคซีแต่ละแห่งสามารถชนกันในขณะที่โคจรรอบกระจุกกาแลคซี ความลึกลับคือสิ่งที่เกิดขึ้นกับหลุมดำกลางเหล่านี้เมื่อกาแลคซีชนกันและรวมเข้าด้วยกันในที่สุด ทฤษฎีทำนายว่าพวกเขาจะโคจรรอบกันและกันและรวมเข้ากับหลุมดำที่ใหญ่กว่า
“ งานก่อนหน้านี้ได้ระบุตัวอย่างที่เป็นไปได้ของหลุมดำระหว่างทางที่จะรวมกัน แต่กรณีที่นำเสนอโดย Boroson และ Lauer นั้นพิเศษเพราะการจับคู่นั้นแน่นและหลักฐานที่แข็งแกร่งขึ้นมาก” Jon Miller นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมิชิแกนกล่าว บรรณาธิการมาพร้อมกับ
วัสดุที่ตกลงไปในหลุมดำจะเปล่งแสงในบริเวณที่มีความยาวคลื่นแคบซึ่งจะเกิดบรรทัดการปล่อยซึ่งสามารถมองเห็นได้เมื่อแสงถูกกระจายไปสู่สเปกตรัม เส้นเปล่งแสงจะนำข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วและทิศทางของหลุมดำและวัสดุตกลงมา หากมีหลุมดำสองแห่งอยู่พวกมันจะโคจรรอบกันและกันก่อนที่จะรวมเข้าด้วยกันและจะมีลักษณะลายเซ็นคู่ในสายการปล่อย พบลายเซ็นนี้แล้ว
หลุมดำขนาดเล็กนั้นมีมวลประมาณ 20 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ อันที่ใหญ่กว่านั้นใหญ่กว่า 50 เท่าตามที่กำหนดโดยความเร็วการโคจรของพวกมัน
Boroson และ Lauer ใช้ข้อมูลจาก Sloan Digital Sky Survey กล้องโทรทรรศน์ขนาด 2.5 เมตร (8 ฟุต) ที่ Apache Point ทางตอนใต้ของนิวเม็กซิโกเพื่อค้นหาลายเซ็นหลุมดำคู่ที่มีลักษณะพิเศษนี้จาก 17,500 ควาซาร์
Quasars เป็นรุ่นที่ส่องสว่างได้มากที่สุดของวัตถุประเภททั่วไปที่เรียกว่ากาแลคซีแบบแอคทีฟซึ่งสามารถส่องสว่างได้มากกว่ากาแลคซีทางช้างเผือกของเราเป็นร้อยเท่าและขับเคลื่อนโดยการเพิ่มมวลสารเข้าไปในหลุมดำมวลมหาศาลในนิวเคลียส นักดาราศาสตร์ค้นพบมากกว่า 100,000 ควาซาร์
Boroson และ Lauer ต้องกำจัดความเป็นไปได้ที่พวกเขาเห็นกาแลคซีสองแห่งแต่ละแห่งมีหลุมดำของตัวเองซ้อนทับกัน เพื่อพยายามกำจัดความเป็นไปได้ของการทับซ้อนนี้พวกเขาได้พิจารณาว่าควาซาร์อยู่ในระยะทางที่กำหนดกะแดงเดียวกันและมีลายเซ็นของกาแลคซีโฮสต์เพียงแห่งเดียว
“ ชุดการเปล่งคลื่นกว้างสองเท่าเป็นหลักฐานที่แน่ชัดว่าเป็นหลุมดำสองหลุม” Boroson กล่าว “ หากในความเป็นจริงนี่เป็นโอกาสซ้อนทับวัตถุหนึ่งจะต้องแปลกประหลาด สิ่งหนึ่งที่ดีเกี่ยวกับระบบหลุมดำไบนารีนี้คือเราคาดการณ์ว่าเราจะเห็นการเปลี่ยนแปลงความเร็วที่สังเกตได้ภายในไม่กี่ปี เราสามารถทดสอบคำอธิบายของเราว่าระบบหลุมดำไบนารีนั้นฝังอยู่ในกาแลคซีซึ่งเป็นผลมาจากการรวมกันของกาแลคซีขนาดเล็กสองแห่งซึ่งแต่ละแห่งมีหลุมดำหนึ่งในสองแห่ง”
LEAD IMAGE CAPTION (เพิ่มเติม): ความคิดของศิลปินเกี่ยวกับระบบหลุมดำมวลมหาศาล แต่ละหลุมดำนั้นถูกล้อมรอบด้วยดิสก์ของวัสดุที่ค่อยๆหมุนวนเข้าไปในมือของมันปล่อยรังสีจากรังสีเอกซ์ไปยังคลื่นวิทยุ หลุมดำทั้งสองแห่งนี้โคจรรอบจุดศูนย์กลางมวลของตนทุก ๆ 100 ปีเดินทางด้วยความเร็วสัมพัทธ์ 6,000 กิโลเมตร (3,728 ไมล์) ต่อวินาที (เครดิต P. Marenfeld, NOAO)
ที่มา: NOAO
