Około 1,2 miliarda lat świetlnych od Ziemi rozgrywa się spektakl, który do niedawna istniał głównie w symulacjach komputerowych. Astronomowie odkryli trzy supermasywne czarne dziury, znajdujące się w trzech galaktykach, które jednocześnie łączą się ze sobą. To pierwszy taki przypadek zaobserwowany w ramach jednej spójnej misji obserwacyjnej – i jeden z najrzadszych układów, jakie kiedykolwiek zidentyfikowano.
Układ nosi oznaczenie J1218/1219+1035 i już teraz trafia do podręczników astrofizyki.
Kosmiczny rarytas: potrójne zderzenie galaktyk
Zderzenia galaktyk same w sobie nie są niczym niezwykłym. Droga Mleczna ma za sobą kilka takich kolizji i kolejne są przed nią. Problem polega na tym, że potrójne połączenia galaktyk zdarzają się ekstremalnie rzadko. A jeszcze rzadziej wszystkie trzy galaktyki mają aktywne jądra galaktyczne (AGN), czyli supermasywne czarne dziury intensywnie pochłaniające materię.
W tym przypadku:
- każda z trzech czarnych dziur aktywnie pożera gaz i pył,
- wszystkie emitują silne promieniowanie radiowe,
- każda wytwarza dżety relatywistyczne.
To sprawia, że mamy do czynienia z pierwszym potwierdzonym potrójnym radioaktywnym układem AGN w pobliskim Wszechświecie.
Od anomalii do przełomu
Układ J1218/1219+1035 został początkowo zauważony w danych z satelity WISE, który obserwuje niebo w podczerwieni. Na pierwszy rzut oka wyglądał jak klasyczne połączenie dwóch galaktyk – już samo to było interesujące, bo obie wykazywały cechy aktywnych jąder galaktycznych.
Dopiero kolejne obserwacje ujawniły coś znacznie bardziej niezwykłego:
- dwie galaktyki są oddalone od siebie o około 74 tysiące lat świetlnych,
- trzecia znajduje się dalej – około 316 tysięcy lat świetlnych,
- ale jest połączona z pozostałymi strumieniem gazu, co potwierdza, że bierze udział w tym samym procesie łączenia.
To nie jest przypadkowe sąsiedztwo. To aktywny, dynamiczny układ potrójnej kolizji.
Dlaczego to odkrycie jest tak ważne?
Supermasywne czarne dziury rosną głównie dzięki:
- pochłanianiu materii,
- oraz łączeniu się z innymi czarnymi dziurami podczas zderzeń galaktyk.
Dotąd astronomowie dobrze znali scenariusz „dwa wchodzą, jeden wychodzi”. Potrójne układy były niemal wyłącznie teorią. Teraz mamy realny przykład, który pozwala:
- testować modele wzrostu galaktyk,
- badać dynamikę wielu czarnych dziur naraz,
- lepiej zrozumieć, jak powstają najmasywniejsze obiekty we Wszechświecie.
To także świetny kandydat do przyszłych badań fal grawitacyjnych – potrójne układy mogą generować nietypowe, złożone sygnały, inne niż klasyczne pary czarnych dziur.
Nowe okno na ewolucję Wszechświata
Jak podkreślają autorzy badania, takie układy to kosmiczne laboratoria, które pozwalają obserwować procesy zachodzące przez setki milionów lat – w jednym „kadrze”.
Co istotne, odkrycie pokazuje też, że:
- podobne układy mogą już istnieć w danych archiwalnych,
- ale wymagają obserwacji w wielu zakresach fal – optycznym, podczerwonym, radiowym.
Innymi słowy: niebo może być pełne takich potrójnych kolizji, tylko jeszcze ich nie widzimy.
Co dalej?
Astronomowie planują dalsze obserwacje układu J1218/1219+1035, aby:
- dokładniej zbadać dynamikę gazu,
- oszacować masy czarnych dziur,
- sprawdzić, jak szybko zmierzają ku ostatecznemu połączeniu.
Jedno jest pewne: to odkrycie zmienia sposób, w jaki patrzymy na ewolucję galaktyk i czarnych dziur. Z teorii przeszliśmy do obserwacji. A to zawsze moment, w którym nauka przyspiesza.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters .