Galax OJ287 med sina två enormt stora svarta hål.

 

OJ 287 är en aktiv galax belägen 3,5 miljarder ljusår bort i stjärnbilden Kräftan.

I dess galaxkärna finns ett binärt system bestående av två mycket massiva svarta hål. Det mindre av hålen har en massa motsvarande omkring 100 miljoner gånger solens massa. Det större har en massa motsvarande 18 miljarder solmassor och var vid upptäckten 2008 det största svarta hål som någonsin upptäckts. Om eller när de två massiva svarta hålen i OJ 287 smälter ihop kommer enorma mängder energi att slungas ut i kosmos.

2021 tillbringade TESS flera veckor med att studera OJ 287. Forskare hade då hittat indirekta bevis på att ett mycket massivt svart hål i OJ 287 som kretsar kring ett gigantiskt svart hål som är 100 gånger så stort. För att verifiera existensen av det mindre svarta hålet övervakade TESS ljuset från det primära svarta hålet och jetstrålen som är associerad från detta. Att direkt observera det mindre svarta hålet som kretsar kring det större är mycket svårt, men dess närvaro avslöjades för forskarna genom en plötslig explosion av och ökad ljusstyrka i centrum av galaxen.

En sådan händelse hade aldrig tidigare observerats i OJ287. Men forskaren Pauli Pihajoki från Åbo universitet i Finland hade förutspått och beskrivit att det kunde och borde ske i sin doktorsavhandling redan 2014. Enligt hans avhandling förväntades ett utbrott äga rum i slutet av 2021 och flera satelliter och teleskop var därför fokuserade på galaxen vid den tidpunkten.

TESS-satelliten upptäckte det förväntade utbrottet den 12 november 2021 klockan 02.00 GMT och observationerna publicerades nyligen i en studie gjord av Shubham Kishore, Alok Gupta (Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences, Indien) och Paul Wiita (The College of New Jersey, USA). Händelsen varade i 12 timmar. Denna korta varaktighet visar att det är mycket svårt att hitta en skur av stor förändrad ljusstyrka om inte dess tidpunkt är känd i förväg så teleskop kan riktas mot platsen i rätt tid.

I det här fallet visade sig Åboforskarens teori stämma och TESS var riktad mot OJ 287 i precis rätt tid. Upptäckten bekräftades också av NASA:s Swift-teleskop som även detta riktats mot samma mål och tid. Den snabba ökningen av ljusstyrka inträffade när det mindre svarta hålet "sväljer" en stor del av ackretionsskivan som omger det större svarta hålet och det förvandlas till en utåtriktad gasstråle. Jetstrålen från det mindre svarta hålet är sedan ljusstarkare än den från det större svarta hålet i cirka tolv timmar.

Detta resulterar i  att färgen på OJ287 blir mindre rödaktig och istället mer gul. Efter utbrottet återkom den röda färgen. Den gula färgen indikerar att vi under 12-timmarsperioden såg ljuset från det mindre svarta hålet.

–  På grund av det stora avståndet till OJ 287 som är nära fyra miljarder ljusår, kommer det sannolikt att ta mycket lång tid innan observationsmetoder har utvecklats tillräckligt för vi ska kunna ta en bild av det större svarta hålet, beskriver professor Valtonen.

Bild https://www.utu.fi/en/news Här ses de svarta hålen i omloppsbana runt varandra. Båda har jetstrålar kopplade till sig: den större med rödaktig färg och den mindre med en gulaktig färg. Normalt sett är det bara den rödaktiga jetstrålen som syns, men under 12-timmarsperioden den 12 november 2021 dominerade den mindre jetstrålen och gav en direkt signal från det mindre svarta hålet som då kunde observerades för första gången. Fotograf: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC) och M. Mugrauer (AIU Jena).

De närmsta svarta parhålen från oss räknat.

 

NGC 7727 är en galax i stjärnbilden Vattumannen. Den har två galaktiska kärnor vart och en innehållande ett supermassivt svart hål vilka är separerade från varandra av ett avstånd på 1600 ljusår. Galaxen i sin helhet finns 76 miljoner ljusår bort från Vintergatan. De svarta hålen finns cirka 89 miljoner ljusår från jorden.

Även om detta kan tyckas avlägset slås det tidigare rekordet på 470 miljoner ljusår med ganska stor marginal och är därmed det parhål som finns närmst oss.

 

Paret i NGC 7727 finns i den minsta separation man hittat mellan två supermassiva svarta hål då de observerats vara bara 1600 ljusår ifrån varandra (i detta sammanhang ett kort avstånd).

 – Det är första gången vi hittar två supermassiva svarta hål som ligger så nära varandra, mindre än hälften av separationen av den tidigare rekordhållaren, säger Karina Voggel, astronom vid Strasbourgobservatoriet i Frankrike och huvudförfattare till studien som nyligen publicerades i Astronomy & Astrophysics. Voggel och hennes team kunde även bestämma massorna av de två objekten genom att analysera hur gravitationen hos de svarta hålen påverkar stjärnornas rörelse runt dem. Det större svarta hålet, som finns i centrum av NGC 7727, visade sig ha en massa av nästan 154 miljoner gånger solens medan dess följeslagares massa är 6,3 miljoner solmassor.

 

" Den lilla separationen och hastigheten hos de två svarta hålen som närmar sig varandra indikerar att de kommer att smälta samman till ett enda stort hål förmodligen inom de närmaste 250 miljoner åren", tillägger medförfattaren Holger Baumgardt, professor vid University of Queensland, Australien. Sammanslagning av svarta hål som dessa kan förklara hur de mest massiva svarta hålen i universum uppkommit.

Jag (min anm.) funderar på vad som kan ske om universum en gång börjar dras samman igen. Kan då de svarta hålen dra in all materia och smälta samman ett efter ett? Kan slutet då bli ett enda svart hål kvar av universum i sin helhet och detta då dras ihop än mer kanske bli så litet att det kan bli likt en punkt som man kan anta att allt var precis innan BigBang. Och då resultera i ett nytt BigBang och ett nytt universum?  

Bild på galaxen NGC 2117 där detta parhål finns. Text från bild ” Mer massiva svarta hål har en starkare gravitationskraft på stjärnorna runt dem, vilket gör att de rör sig snabbare vilket gör spektrallinjerna bredare på grund av rödförskjutningen från avståndet till NGC 7727”

Det finns galaxer med två svarta hål i centrum

Forskare vid Clemson University har gått samman med ett internationellt team av astronomer för att identifiera periodiska gammastrålutsläpp från 11 aktiva galaxer. Galaxer vilka enligt rön kan innehålla två supermassiva svarta hål i sitt centrum, till skillnad mot vedertagen teori att alla galaxer innehåller ett enda centrumhål.

Galaxer som värdar för två centrumhål (svarta hål) har enbart teoretiskt ansetts existera. "I allmänhet kännetecknas supermassiva svarta hål av en massa  större än en miljon av vår sols massa," sade Pablo Peñil doktorstuderande vid Universidad Complutense de Madrid i Spanien och huvudförfattare till studien och tillägger.

 "Vissa av dessa supermassiva svarta hål, kända som aktiva galaktiska kärnor (AGN), har visat sig accelerera partiklar till nära ljusets hastighet i form av kolliminerade  strålar så kallade jetstrålar. Utsläppen från dessa strålar upptäcks genom hela det elektromagnetiska spektrumet men det mesta av energin frigörs i form av gammastrålar. "

Gammastrålar är de mest extrema ljusformen och upptäcktes av det stora areateleskopet ombord på NASA: s Fermi Gamma-ray Space Telescope. AGN (active galactic nuclei aktiv galaxkärna)  Strålarna kännetecknas av plötsliga och oförutsägbara variationer i ljusstyrka. "Tidigare var  bara två galaxer kända där utkast av detta slag  visades som  periodiska förändringar av gammastrålning. Tack vare vår studie kan vi med säkerhet nu säga att detta beteende finns hos 11 andra källor (11 galaxers centrum)," sa medförfattaren Sara Buson professor vid University of Würzburg i Tyskland. "Dessutom fann vår studie ytterligare 13 andra galaxer med antydningar av cykliska utsläpp av samma slag. Men för att säkert bekräfta detta måste vi vänta på att Fermi-LAT samlar in ännu mer data." 

 Teamets  första svåra steg i arbetet som resulterade i studien var att identifiera ett stort antal galaxer som avger gammastrålning med jämna mellanrum under ett år och försöka ta itu med frågan om vad som producerade det periodiska beteendet i dessa AGN. Flera av de potentiella förklaringarna är fascinerande.

"Nästa steg är att förbereda observationskampanjer med fler teleskop för att noga följa upp dessa galaxer och förhoppningsvis få svar på orsakerna bakom vad nab upptäckt i dessa  observationer," sa medförfattaren Marco Ajello, docent vid College of Sciences fysiska avdelning och astronomi vid Clemson University. "Vi har några teorier - från fyr-effekter producerade av strålarna från moduleringar i flödet av materia till det svarta hålet - men den intressantaste  lösningen skulle vara att periodicitet produceras av ett par supermassiva svarta hål som roterar runt varandra . Att förstå sambandet mellan dessa svarta hål och deras miljö kommer att vara avgörande för en bättre förståelse av galaxbildning”.

Om nu denna sista teori visar sig riktig (min anm.)

Bild från vikipedia vilken visar en konceptbild av Fermi-satelliten.

I många solsystem är dubbla solnedgångar en vacker syn

I en ny analys har visats att dubbla solnedgångar kan vara lika vanligt i vår galax som den ensamma vi har från jorden. Det innebär att det är vanligt med dubbelstjärnsystem och dessa system har likväl som enkelsolsystem (likt vårt solsystem) planeter.


En stor del av stjärnorna i vår galax är i binära par (eller en del av ännu större kollektiv). Uppemot två tredjedelar av de mest massiva stjärnorna har en följeslagare (en sol till och ibland en tredje) medan i andra änden av stjärnklassificeringen bara en tredjedel av de små röda dvärgstjärnorna dubbelstjärnsystem.


Vi har mest koncentrerat oss på att söka exoplaneter bland stjärnor som liknar vår sol. Ensamma stjärnor och i samma klass av storlek. Av dessa stjärnor av solens storlek är cirka hälften ensamma stjärnor medan resterande är dubbelstjärnor.

Men när det gäller att hitta liv bortom jorden är vi mest intresserade av solsystem liknande vårt men vi borde vara lika intresserade av dubbelsolsystem då inget visar att dessa system skulle vara mindre planetrika eller att där inte finns planeter i livszonen runt en av solarna eller båda.


Stjärnornas komplicerade omloppsbanor vid dubbelstjärnsystem gör dock att det är svårt att hitta exoplaneters skuggor eller störande av stjärnljus. Det har gjort tills nu att vi ansett det vara planetfritt i närheten av dessa dubbelstjärnsystem då vi inte funnit tecken på att där finns någon planet.Men troligast är det ett resultat av att våra mätmetoder inte är känsliga nog.


Men nu har möjligheten ökat tack vare Europas Gaiarymdtelekop med dess känslighet. Låt oss tänka oss hur det skulle se ut om vi stod på ytan av en planet där två solnedgångar och soluppgångar skedde. Det skulle säkert vara en vacker syn. 


Bild från vikimedia på hur en dubbelsolnedgång kan gestalta sig på en planet i ett dubbelstjärnsystem.