การวิจัยใหม่เผยให้เห็นการปรากฏตัวของหลุมดำขนาดใหญ่ที่มีมวลแสงอาทิตย์ 36 พันล้านมวล (NASA/ESA/Hubble)
ในปี 2550 นักดาราศาสตร์ค้นพบ Horseshoe Cosmic ซึ่งเป็นระบบเลนส์ที่มีแรงโน้มถ่วงของกาแลคซีประมาณห้าพันล้านปีครึ่งที่อยู่ห่างออกไป
มวลของกาแล็กซี่เบื้องหน้าขยายและบิดเบือนภาพของกาแลคซีพื้นหลังที่ห่างไกลซึ่งแสงเดินทางมาหลายพันล้านปีก่อนที่จะมาถึงเรา กาแลคซีเบื้องหน้าและพื้นหลังอยู่ในแนวที่สมบูรณ์แบบที่พวกเขาสร้างแหวนไอน์สไตน์-
งานวิจัยใหม่เกี่ยวกับCosmic Horseshoeเผยให้เห็นการปรากฏตัวของการสะสมเป็นพิเศษ(UMBH) ในกาแลคซีเบื้องหน้าที่มีมวลแสงอาทิตย์ 36 พันล้านส่าย
ไม่มีคำจำกัดความที่เข้มงวดของ UMBH แต่คำนี้มักจะใช้เพื่ออธิบายหลุมดำมวล (SMBH) ที่มีมวลแสงอาทิตย์มากกว่า 5 พันล้านมวล
SMBHS ไม่ได้ 'ค้นพบ' ในความหมายดั้งเดิมของคำ เมื่อเวลาผ่านไปการดำรงอยู่ของพวกเขาก็ชัดเจน นอกจากนี้เมื่อเวลาผ่านไปมีการวัดจำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ มีความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับชื่อสำหรับคนที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและนั่นคือคำว่า
การค้นพบหลุมดำขนาดใหญ่มหาศาลใน Cosmic Horseshoe นำเสนอในการวิจัยใหม่ มันมีชื่อว่า "เปิดช่องโหว่มวลแสงอาทิตย์ 36 พันล้านรูที่ศูนย์กลางของเลนส์แรงโน้มถ่วงของ Cosmic Horseshoe, "และผู้เขียนนำคือ Carlos Melo-Carneiro จากสถาบันฟิสิกส์มหาวิทยาลัยแห่งสหพันธรัฐริโอแกรนด์โดซัลในบราซิล
มีการปฏิวัติฟิสิกส์ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19/ต้นศตวรรษที่ 20 เนื่องจากสัมพัทธภาพแทนที่ฟิสิกส์ของนิวตันและผลักดันความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาลสู่ระดับต่อไป เป็นที่ชัดเจนว่าพื้นที่และเวลามีการเชื่อมโยงกันมากกว่าที่จะแยกออกจากกันและวัตถุขนาดใหญ่นั้นสามารถบิดอวกาศได้
แม้แต่แสงก็ไม่ได้มีภูมิคุ้มกันและไอน์สไตน์ก็ให้ความคิด- ซึ่งย้อนหลังไปถึง 'Dark Stars' ของ John Michell ซึ่งเป็นรากฐานทางคณิตศาสตร์ที่สอดคล้องกัน ในปี 1936 ไอน์สไตน์เลนส์แรงโน้มถ่วงที่คาดการณ์ไว้แม้ว่าเขาจะไม่ได้อยู่นานพอที่จะเพลิดเพลินไปกับการพิสูจน์ภาพที่เราสนุกในวันนี้
ตอนนี้เรารู้ถึงเลนส์แรงโน้มถ่วงนับพันและพวกเขาได้กลายเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของนักดาราศาสตร์ พวกเขามีอยู่เพราะหลุมดำขนาดใหญ่ของพวกเขา
กาแลคซีเบื้องหน้าเลนส์ในคอสมิคเกือกม้ามีชื่อว่า LRG 3-757 มันเป็นกาแลคซีหายากประเภทหนึ่งที่เรียกว่ากกาแลคซีสีแดงส่องสว่าง(LRG) ซึ่งสว่างมากในอินฟราเรด
LRG 3-757 ยังมีขนาดใหญ่มากมีขนาดใหญ่กว่าทางช้างเผือกประมาณ 100 เท่าและเป็นหนึ่งในกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดที่เคยสังเกต ตอนนี้เรารู้แล้วว่าหนึ่งในหลุมดำที่ใหญ่ที่สุดที่เคยตรวจพบครอบครองศูนย์กลางของกาแลคซีขนาดใหญ่นี้
"หลุมดำมวล supermassive (SMBHS) พบได้ที่ศูนย์กลางของกาแลคซีขนาดใหญ่ทุกแห่งโดยมีมวลเชื่อมต่อกับกาแลคซีโฮสต์ของพวกเขาอย่างแน่นหนาผ่านการวิวัฒนาการร่วมในช่วงเวลาจักรวาล" ผู้เขียนเขียนลงในกระดาษของพวกเขา
นักดาราศาสตร์ไม่พบหลุมดำมวลดาวฤกษ์ที่เป็นหัวใจของกาแลคซีขนาดใหญ่และพวกเขาไม่พบ SMBHs ที่เป็นหัวใจของกาแลคซีแคระ มีการเชื่อมโยงที่จัดตั้งขึ้นระหว่าง SMBHS และกาแลคซีโฮสต์ของพวกเขาโดยเฉพาะอย่างยิ่งรูปไข่ขนาดใหญ่เช่น LRG 3-757 การศึกษานี้เสริมสร้างความแข็งแกร่งให้กับลิงค์นั้น
การวิจัยมุ่งเน้นไปที่สิ่งที่เรียกว่าความสัมพันธ์ MBH-SIGMAE มันเป็นความสัมพันธ์ระหว่างมวลของ SMBH และการกระจายความเร็วของดวงดาวในกระพุ้งกาแลคซี- การกระจายความเร็ว (SIGMAE) เป็นการวัดความเร็วของดวงดาวและเท่าไหร่ที่พวกเขาแตกต่างกันไปตามความเร็วเฉลี่ย ยิ่งมีการกระจายความเร็วสูงเท่าไหร่ดาวก็จะเคลื่อนไหวได้เร็วขึ้นและสุ่มมากขึ้น
เมื่อนักดาราศาสตร์ตรวจสอบกาแลคซีพวกเขาพบว่ายิ่ง SMBH มีขนาดใหญ่ขึ้น ความสัมพันธ์แสดงให้เห็นถึงการเชื่อมโยงอย่างลึกซึ้งระหว่างวิวัฒนาการของกาแลคซีและการเติบโตของ SMBHS
ความสัมพันธ์ระหว่างมวลของ SMBH และการกระจายความเร็วของกาแลคซีนั้นแน่นมากจนนักดาราศาสตร์สามารถประเมินมวลของ SMBH ได้ดีโดยการวัดการกระจายตัวของความเร็ว
อย่างไรก็ตาม UMBH ใน Cosmic Horseshoe นั้นมีขนาดใหญ่กว่าความสัมพันธ์ MBH-Sigmae
“ คาดว่ากาแลคซีขนาดใหญ่ที่สุดในจักรวาลเช่นกาแลคซีคลัสเตอร์ที่สว่างที่สุด (BCGs) เป็นเจ้าภาพ SMBHS ที่มีขนาดใหญ่ที่สุด” ผู้เขียนเขียน นักดาราศาสตร์พบ UMBHs จำนวนมากในกาแลคซีเหล่านี้รวมถึง LRG 3-757
"อย่างไรก็ตามความสำคัญของ umbhs เหล่านี้อยู่ในความจริงที่ว่า
หลายคนเบี่ยงเบนจากความสัมพันธ์ MBH-SIGMAE เชิงเส้นมาตรฐาน "นักวิจัยอธิบาย
LRG 3-757 เบี่ยงเบนไปจากความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญ
"การค้นพบของเราทำให้ Cosmic Horseshoe ~ 1.5 Sigma เหนือความสัมพันธ์ MBH-Sigmae สนับสนุนแนวโน้มที่เกิดขึ้นใหม่ที่สังเกตได้ใน BGCs และกาแลคซีขนาดใหญ่อื่น ๆ " ผู้เขียนเขียน
"สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ MBH-SIGMAE ที่สูงชันที่มวลสูงสุดซึ่งอาจเกิดจากการวิวัฒนาการร่วมที่แตกต่างกันของ SMBHS และกาแลคซีโฮสต์ของพวกเขา"
สิ่งที่อยู่เบื้องหลังความสัมพันธ์ MBH-Sigmae ในกาแลคซีขนาดใหญ่นี้คืออะไร? ดาวบางดวงอาจถูกลบออกจากกาแลคซีในการควบรวมกิจการที่ผ่านมาซึ่งส่งผลต่อการกระจายความเร็ว
LRG 3-757 อาจเป็นส่วนหนึ่งของกกลุ่มฟอสซิลตามที่ผู้เขียน "เลนส์ของเกือกม้านั้นมีความโดดเด่นในนั้นZ= 0.44 และที่ไม่มีกาแลคซีสหายขนาดใหญ่เทียบได้ - มันน่าจะเป็นกลุ่มฟอสซิล "พวกเขาเขียน
กลุ่มฟอสซิลเป็นกลุ่มกาแลคซีขนาดใหญ่ที่มีกาแลคซีขนาดใหญ่มากในศูนย์ของพวกเขามักจะเป็น LRGs กลุ่มฟอสซิลและ LRGs เป็นตัวแทนของวิวัฒนาการระยะสุดท้ายในกาแลคซีที่กิจกรรมชะลอตัว ไม่กี่ดาวใน LRGs ดังนั้นพวกเขาจึง "แดงและตาย" นอกจากนี้ยังมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกาแลคซีเพียงเล็กน้อย
"กลุ่มฟอสซิลซึ่งเป็นส่วนที่เหลือของการควบรวมของกาแลคซีในช่วงต้นอาจเป็นไปตามเส้นทางวิวัฒนาการที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับกาแลคซีท้องถิ่นซึ่งอาจอธิบายมวล BH สูง" ผู้เขียนเขียน
LRG 3-757 อาจได้สัมผัสกับสิ่งที่เรียกว่า "Scouring" การกัดเซาะสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อกาแลคซีขนาดใหญ่สองแห่งผสานและส่งผลกระทบต่อการกระจายความเร็วของดาวในศูนย์กลางของกาแลคซี
"ในกระบวนการนี้ไบนารี SMBHS ขับไล่ดาวแบบไดนามิกจากภูมิภาคกลางของกาแลคซีที่ควบรวมกันซึ่งช่วยลดการกระจายความเร็วของดาวฤกษ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่ออกจากมวล SMBH ส่วนใหญ่ไม่เปลี่ยนแปลง" ผู้เขียนอธิบาย
ความเป็นไปได้อีกอย่างคือ Black Hole/AGN คำติชม เมื่อหลุมดำกำลังให้อาหารอย่างแข็งขันพวกเขาจะถูกเรียกนิวเคลียสกาแล็คซี่ที่ใช้งานอยู่- เจ็ตที่ทรงพลังและการไหลออกจาก AGN สามารถดับดาวก่อตัวและอาจเปลี่ยนโครงสร้างส่วนกลางของกาแลคซี ที่สามารถแยกการเติบโตของ SMBH จากการกระจายความเร็ว
"สถานการณ์ที่สามวางตัวว่า UMBH ดังกล่าวอาจเป็นสิ่งที่เหลืออยู่ในควาซาร์ที่ส่องสว่างอย่างยิ่งซึ่งประสบกับการเพิ่มขึ้นของ SMBH อย่างรวดเร็วในจักรวาลยุคแรก" ผู้เขียนเขียน
นักวิจัยกล่าวว่าจำเป็นต้องมีการสังเกตและแบบจำลองที่ดีกว่า "เพื่ออธิบายการกระจายใน MBHความสัมพันธ์ของซิกมาที่ปลายด้านบน "
การสังเกตเพิ่มเติมกำลังมาถึงต้องขอบคุณภารกิจ Euclid
“ ภารกิจยุคลิดคาดว่าจะค้นพบเลนส์หลายแสนตัวในอีกห้าปีข้างหน้า” ผู้เขียนเขียนในบทสรุปของพวกเขา กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (ELT) จะมีส่วนร่วมโดยการอนุญาตให้มีการศึกษาแบบไดนามิกที่มีรายละเอียดมากขึ้นของการกระจายความเร็ว
“ ยุคใหม่ของการค้นพบนี้สัญญาว่าจะทำให้เราเข้าใจถึงวิวัฒนาการกาแลคซีและการมีอิทธิพลซึ่งกันและกันระหว่างส่วนประกอบ Baryonic และ DM” ผู้เขียนสรุป
บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกโดยจักรวาลวันนี้- อ่านบทความต้นฉบับ-
