Dwie czarne dziury krążą niezwykle blisko siebie. Jaki czeka je los?

10 miliardów lat świetlnych od Ziemi krążą dwie supermasywne czarne dziury, których orbita jest tak ciasna, że w pewnym momencie dojdzie do ich połączenia.

Supermasywne czarne dziury znajdują się w centrach większości galaktyk i to właśnie wokół nich wszystko się kręci – dosłownie i w przenośni. Kiedy więc uda się wykryć dwa takie obiekty w niewielkiej odległości od siebie, to pozwala to sądzić, że doszło do fuzji dwóch galaktyk. W efekcie ich centralne czarne dziury znalazły się na bardzo ciasnej orbicie.

Czytaj też: Czarna dziura rozerwała gwiazdę na strzępy. Dowody sięgają lat 80., ale zostały przeoczone

Dzielący je dystans wynosi zaledwie 0,03 roku świetlnego. Gdyby przełożyć tę wartość na nieco bardziej praktyczne realia, to byłaby ona 50-krotnie mniejsza niż odległość między Słońcem a Plutonem. O ile ta planeta karłowata potrzebuje 248 lat na wykonanie pełnego okrążenia wokół naszej gwiazdy, tak przytoczone czarne dziury okrążają się wzajemnie w ciągu zaledwie dwóch lat.

Obie czarne dziury dzieli zaledwie 0,03 roku świetlnego

Naukowcy, którzy przeprowadzili badania w tej sprawie, zaprezentowali swoje dokonania na łamach The Astrophysical Journal Letters. Publikacja sugeruje, że do połączenia obu tych niezwykle masywnych obiektów powinno dojść zaskakująco szybko, bo w ciągu kolejnych dziesięciu tysięcy lat. Jednym z aspektów, w których mogą nam pomóc tego typu badania jest zrozumienie, w jaki sposób czarne dziury osiągają masy miliony razy większe od masy Słońca. A tak się składa, że fuzje czarnych dziur wydają się prawdopodobnym rozwiązaniem zagadki.

Dowodów w tej sprawie może dostarczyć PKS 2131-021. Ten kwazar, czyli rodzaj galaktyki aktywnej, jest w rzeczywistości… blazarem. Co to oznacza? Obiekt ten emituje strumień plazmy, który trafia w stronę Ziemi. Analizując sygnały emitowane przez ten obiekt na częstotliwościach radiowych, naukowcy zauważyli, że wiązka oscyluje w regularnych odstępach czasu. Interesujący był też sinusoidalny wzór zmian jasności, czego nigdy wcześniej nie zaobserwowano w przypadku kwazara.

Czytaj też: Zderzenie w kosmosie było tak potężne, że fala uderzeniowa jest większa niż cała nasza galaktyka

W rozwiązaniu zagadki pomogły archiwalne dane z Haystack Observatory pochodzące z lat 1975-1983. W nich również znajdował się wspomniany wzór, co skłoniło badaczy do wniosku, iż jest on generowany przez ruch orbitalny dwóch czarnych dziur. Ich wzajemne okrążanie się zachodzi w dwuletnich odstępach, a jasność zmienia się ze względu na obecność orbitalnego ruchu strumienia emitowanego przez PKS 2131-021. Co ciekawe, podobne skoki i wzrosty zaobserwowano w przypadku Dz 287, który również składa się z dwóch supermasywnych czarnych dziur. W tamtym przypadku wzór jest jednak nieco mniej wyraźny.