นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบหลุมดำมวลสุริยะถึง 40,000 ล้านดวงในกระจุกกาแลคซี Abell 85 พวกเขาพบว่าพฤติกรรมนั้นใช้การสำรวจสเปกตรัมด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLT.) มีการตรวจวัดมวลโดยตรงเพียงไม่กี่ดวงสำหรับหลุมดำและประมาณ 700 ล้านปีแสงจากโลกนี่เป็นระยะทางไกลที่สุด
ภายในกระจุกดาว Abell 85 นั้น Holm 15A เป็นกาแลคซีกระจุกดาวที่สว่างที่สุด (BCG) หมายความว่าเป็นกาแลคซีที่สว่างที่สุดในกระจุกดาว Abell 85 ศูนย์กลางของโฮล์ม 15A นั้นกระจัดกระจายและจางไปมากแม้ว่ากาแลคซีนั้นจะส่องสว่างมากและมีมวลของดาวฤกษ์ที่มองเห็นได้ซึ่งรวมดวงอาทิตย์เป็นสองล้านล้านดวง ความคลาดเคลื่อนที่เห็นได้ชัดเจนนี้ดึงดูดสายตาของนักวิจัยที่ Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) และ University Observatory Munich (USM.)
การศึกษาใหม่นำโดยนักวิทยาศาสตร์ของ MPE Jens Thomas ภูมิภาคกลางที่แพร่กระจายในโฮล์ม 15A นั้นมีขนาดใหญ่เท่ากับเมฆแมกเจลแลนใหญ่และโทมัสและนักดาราศาสตร์คนอื่น ๆ คิดว่านี่เป็นเงื่อนงำว่ามีหลุมดำขนาดใหญ่มหาศาลปรากฏอยู่ ทีมใช้ข้อมูลจาก MUSE สเปกโตรมิเตอร์บน VLT และ USM Wendelstein Observatory เพื่อศึกษาภูมิภาคอันกว้างใหญ่นี้
ในการแถลงข่าวโทมัสกล่าวว่า“ มีเพียงไม่กี่โหลที่ตรวจวัดมวลโดยตรงของหลุมดำมวลมหาศาลและไม่เคยมีความพยายามในระยะไกลเช่นนี้มาก่อน แต่เรามีความคิดเกี่ยวกับขนาดของหลุมดำในกาแลคซีนี้โดยเฉพาะดังนั้นเราจึงลองทำดู”
ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์ทั้งสองอนุญาตให้ทีมทำการประมาณมวลตามการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์รอบแกนกลางกาแลคซีโดยตรง เมื่อข้อมูลอยู่ในหลุมดำมวลมหาศาลมวลมหาศาลที่ถูกค้นพบทำให้มีขนาดใหญ่ที่สุดในเอกภพที่รู้จัก
“ นี่ใหญ่กว่าที่คาดไว้หลายเท่าจากการวัดทางอ้อมเช่นมวลดาวฤกษ์หรือการกระจายความเร็วของดาว” Roberto Saglia นักวิทยาศาสตร์อาวุโสของ MPE และอาจารย์ที่ LMU กล่าว
ศูนย์กลางของ Holm 15A มีความสว่างของพื้นผิวที่ต่ำมากและกระจายได้ มันเงียบกว่ากาแลคซีวงรีอื่น ๆ นั่นเป็นเงื่อนงำที่ว่าดาวหลายดวงถูกขับออกจากศูนย์กลางในระหว่างการรวมกลุ่มที่สร้างพฤติกรรมนี้ นักศึกษาปริญญาเอก LMU Kianusch Mehrgan ช่วยวิเคราะห์ข้อมูลบางส่วนในการศึกษานี้ ในการกดปุ่มกดซ้ำ Mehrgan กล่าวว่า "โปรไฟล์แสงในแกนกลางนั้นแบนมากเช่นกัน ซึ่งหมายความว่าดาวส่วนใหญ่ในใจกลางต้องถูกขับออกเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ในการควบรวมก่อนหน้านี้”
Holm 15A เป็นกาแล็คซี่ประเภทแรกหรือ ETG ในมุมมองที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางแกนกลางของกาแลคซีขนาดใหญ่เหล่านี้ก่อตัวขึ้นเนื่องจากกระบวนการที่เรียกว่า "การกำจัดสิ่งสกปรกบนแกนกลาง" เมื่อกาแลคซีสองแห่งรวมกันหลุมดำของพวกมันก็รวมอยู่ด้วย ปฏิกิริยาความโน้มถ่วงทั้งหมดนั้นมีผลเป็นหนังสติ๊กต่อดวงดาวและผลักพวกมันออกจากแกนกลาง เมื่อไม่มีก๊าซเหลืออยู่ในแกนกลางจึงไม่มีดาวดวงใหม่ก่อตัวซึ่งนำไปสู่แกนกลางที่ไม่มีประจุ
ในความเป็นจริงรูปแบบแสงของ Holm 15A แสดงให้เห็นว่ากาแลคซีรูปวงรีสองดวงที่รวมกันแล้วมีแกนที่หมดไปจากการควบรวมก่อนหน้านี้ แกนกลางขนาดใหญ่ที่พร่องไปหมดทำให้กระจ่างคือเบาะแสที่หลุมดำขนาดใหญ่ตั้งอยู่ตรงกลาง
“ การจำลองทางคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ล่าสุดของการควบรวมกาแล็คซี่ทำให้เราคาดการณ์ได้ว่าตรงกับคุณสมบัติที่สังเกตได้ค่อนข้างดี” เจนส์โทมัสผู้ให้แบบจำลองพลวัต “ การจำลองเหล่านี้รวมถึงการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างดวงดาวและไบนารีหลุมดำ แต่ส่วนประกอบที่สำคัญคือกาแลคซีรูปไข่สองดวงที่มีแกนกลางหมดแล้ว ซึ่งหมายความว่ารูปทรงของแสงและวิถีของดวงดาวนั้นมีข้อมูลทางโบราณคดีที่มีค่าเกี่ยวกับสถานการณ์เฉพาะของการก่อตัวแกนกลางในกาแลคซีนี้ - เช่นเดียวกับกาแลคซีขนาดใหญ่อื่น ๆ "
ความสัมพันธ์ระหว่างโปรไฟล์แสงและมวลของหลุมดำอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นของหลุมดำและวิธีการใหม่ในการวัดมวลของพวกเขา
หลุมดำมวลมหาศาลส่วนใหญ่อยู่ไกลเกินกว่าจะวัดได้โดยตรง แต่งานวิจัยนี้ชี้ไปที่ความสัมพันธ์ใหม่ระหว่างความสว่างและมวล ทุกครั้งที่มีหลุมดำสองแห่งรวมกันมวลก็จะเพิ่มขึ้น แต่ดาวฤกษ์จะถูกผลักออกและแกนกาแล็กซี่ก็จะหรี่ลงโดยไม่มีก๊าซสำหรับการก่อตัวดาว
ทีมมุ่งมั่นที่จะพัฒนารูปแบบของพวกเขาต่อไปและมันอาจขยายไปไกลกว่าการวัดมวลของหลุมดำ ในผลงานของพวกเขาพวกเขาบอกว่า“ ผลการวิจัยของเราบอกว่ารูปร่างที่แน่นอนของโปรไฟล์แสงกลางรวมทั้งรายละเอียดของการกระจายตัวของดาวฤกษ์ในใจกลางนั้นมีข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับประวัติศาสตร์การรวมตัวของกาแลคซีขนาดใหญ่มาก”
มวลของหลุมดำส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยการวัดการเคลื่อนที่ของดาวใกล้กับใจกลางกาแลคซี ในกาแลคซีที่ห่างไกลมาก ๆ จะไม่สามารถทราบถึงการเคลื่อนที่ของดาวเหล่านั้นได้ แต่ความสัมพันธ์ใหม่นี้ระหว่างแสงกับมวลสามารถเป็นพื้นฐานในการวัดมวลของหลุมดำที่อยู่ไกลกว่าได้ ดังที่ผู้เขียนกล่าวไว้ในรายงานของพวกเขาว่า“ ในกาแลคซีแกนกลางมวลหลุมดำจะแปรผกผันกับความสว่างผิวดวงดาวกลางและความหนาแน่นมวลดวงดาวกลาง - รวมทั้งใน Holm 15A เราแสดงความสัมพันธ์นี้ที่นี่เป็นครั้งแรก”
ถ้าความสัมพันธ์นั้นคงอยู่อาจเป็นเรื่องของเวลาก่อนที่หลุมดำมวลดวงอาทิตย์นี้จะหายไปและมีหลุมดำขนาดใหญ่ที่ยิ่งใหญ่กว่าเข้ามาแทนที่
มากกว่า:
- ข่าวประชาสัมพันธ์: เฮฟวี่เวทในหัวใจของกาแลคซีกลาง Abell 85
- รายงานการวิจัย: หลุมดำแสงอาทิตย์ 40 ล้านดวงในหลุมดำสุดขีดของ HOLM 15A, GALAXY OF ABELL 85
- วิดีโอของนิตยสาร Space: หลุมดำมวลมหาศาลหรือกาแลคซีของพวกมัน อันไหนมาก่อน?
