binary black hole smallSatelit XMM-Newton je odkril dvojni sistem supermasivnih črnih lukenj v oddaljeni galaksiji. Prvič je bil tak par črnih lukenj odkrit v povsem običajni galaksiji. Črni luknji sta na svojo prisotnost opozorili s tem, da sta raztrgali bližnjo zvezdo. Pri tem je nastala svetloba, ki jo je detektiral XMM-Newton.

Danes verjamemo, da večina masivnih galaksij v Vesolju vsebuje vsaj eno supermasivno črno luknjo [1]. Dve črni luknji v središču pomenita, da se je galaksija v preteklosti zlila z drugo galaksijo. Odkritja in proučevanje dvojnih sistemov črnih lukenj nam tako pomagajo pri razumevanju razvoja rasti in strukture galaksij.

Do danes so bile dvojne (supermasivne) črne luknje odkrite le v aktivnih galaksijah. To so galaksije z zelo svetlimi središči. V aktivnih galaksijah je namreč veliko oblakov plina. Oblaki se pod vplivom močne gravitacije črnih lukenj raztrgajo. Med uničenjem se plin močno segreje in seva svetlobo v različnih valovnih dolžinah, tudi v rentgenskih - rentgensko svetlobo opazuje satelit XMM-Newton.

binary black hole

Skica dvojnega sistema supermasivnih črnih lukenj. Vir:ESA - C. Carreau


Najnovejši odkrit dvojni sistem pa ni bil odkrit v aktivni, temveč v običajni galaksiji! Take dvojne sisteme je težko najti, saj v običajnih galaksijah ni tako veliko oblakov plina in posledično so jedra galaksije večino časa temna. Za kratek čas pa tudi jedra običajnih galaksij lahko zasvetijo. Črni luknji namreč lahko raztrgata tudi zvezde, ki se jima približajo. Takemu dogodku pravimo dogodek plimskega raztrganja, saj je raztrganje zvezde posledica plimskih sil. Pri raztrganju zvezde nastane svetel blišč svetlobe, katerega lahko opazujemo tudi več tednov ali mesecev.

Dogodkov plimskega ratrganja ne moremo napovedati, zato moramo za detekcijo dogodka nebo neprestano opazovati v daljšem časovnem obdobju. XMM-Newton večino časa opazuje že v naprej izbrane objekte. Ko preneha opazovanje enega objekta, se obrne v smer drugega objekta, itd. A med obračanjem teleskop še vedno opazuje Vesolje. Pri tem naključnem opazovanju lahko upamo, da detektira tudi kakšen nepredvidljiv blišč.

tidal bh binary

Svetlobne krivulje (časovni razvoj svetlosti) blišča. Črne točke so opazovalni podatki. Na sliki so prikazani trije različni modeli, s katerimi so znanstveniki poskusili pojasniti dogodek. Vir


10. junija 2010 je satelit res detektiral blišč v galaksiji SDSS J120136.02+300305.5. Da bi znanstveniki dobili čim več podatkov o časovnem razvoju blišča, je bila galaksija kasneje še večkrat opazovana. In časovni razvoj je bil čuden: mesec dni po odkritju je blišč kar naenkrat postal pretemen, da bi ga še lahko opazovali, a čez dvajset dni je zopet zažarel. To lahko pojasnimo  s tem, da v središču galaksije ne leži zgolj ena, temveč dve supermasivni črni luknji. Nenadna potemnitev blišča nastane, ker gravitacija ene črne lukne zmoti padanje plina raztrgane zvezde na drugo. Dva različna modela lahko pojasnita opažen časovni razvoj blišča. V prvem sta masi črnih lukenj enaki milijon in 10 milijonov mas Sonca, pri tem pa manj masivna potuje po eliptičnem tiru okoli masivnejše. V drugem scenariju pa sta masi obeh črnih lukenj približno milijon sončevih mas, gibljeta pa  se po krožnih orbitah ena okoli druge. V obeh primerih je razdalja med črnima luknjama majhna - velikosti Sončevega sistema. Ker sta črni luknji tako blizu ena drugi, bosta v dveh milijonih let izgubljali orbitalno energijo prek sevanja gravitacijskih valov. Posledično bosta potovali po spirali in se zlili v eno samo, masivnejšo črno luknjo.

Po tem odkritju lahko pričakujemo, da bodo tudi drugi sateliti večjo pozornost začeli posvečati iskanju bliščev (oziroma dvojnih črnih lukenj) v običajnih galaksijah. Dvojne črne luknje bi lahko odkrili tudi na drugačen način: pri zlitju dveh črnih lukenj nastanejo močni gravitacijski valovi. Gravitacijski valovi do sedaj še niso bili detektirani, a številni projekti, posvečeni njihovemu odkritju, bi kaj kmalu lahko obrodili sadove.

-----------------------------------------------------
[1] Masa običajne črne luknje, ki nastane pri smrti masivne zvezde, je približno desetkrat večja od mase Sonca (masa Sonca je enaka 2x10^30 kg). Supermasivne črne luknje, ki se nahajajo v središčih galaksij, imajo kar milijonkrat večjo maso od Sonca.

Vir: ESA, članek