Supermasivne črne luknje so najbolj ekstremni predmeti v znanem vesolju, katerih mase so milijoni ali celo milijardi večji od mase našega Sonca. Zdaj so astronomi lahko raziskali enega od teh velikanov v čudnem, oddaljenem kvazarju. Uspelo jim je narediti neverjetno odkritje - pri eni tretjini se vrti hitrost svetlobe.
Študija supermasivne črne luknje, ki se nahaja približno 3,5 milijard svetlobnih let od nas, ni samo podvig. Vendar se izkaže, da objekt sam po sebi ni preprost: gre za kvazar, ki kaže kvazi-periodične svetilnosti vsakih 12 let. To dejstvo je astronomom pomagalo ugotoviti njegovo skrajno naravo.
Kvazari so izjemno svetli akrecijski diski v jedrih galaksij, ki jih poganja obilna količina snovi, ujetih v središču supermasivne črne luknje. Velika večina galaksij naj bi vsebovala supermasivne črne luknje. Res je, da so se sodobne galaksije umirile in kvazarji niso več sijali. Toda to je popolnoma drugačna zgodba za galaksije, ki so milijarde svetlobnih let od Zemlje.
Objekt v središču čudnega kvazarja, imenovanega OJ287, "tehta" približno 18 milijard sončnih mas in je ena največjih supermasivnih (ali ultramasivnih) črnih lukenj v znanem vesolju. Zanimivo je, da je to tudi eden od najbolj preučenih kvazarjev, saj se nahaja v neposredni bližini vidne poti gibanja Sonca po nebu, kot se vidi iz Zemlje - območja, kjer se redno izvajajo zgodovinska iskanja asteroidov in kometov. Tako imajo astronomi več kot 100 let opazovanj podatkov o svetlosti OJ287, kar jim omogoča napovedovanje, kdaj se bodo pojavili naslednji trenutki svetilke. Z natančnejšim vpogledom v žareče dogodke, ki so se zgodili v zadnjih desetletjih, astronomi razumejo, da namesto enega samega strela, ki se pojavi vsakih 12 let, razjasnitev dejansko predstavlja dvojni vrh, ki zagotavlja ključ do razumevanja, kaj lahko povzroči.
Mauri Valtonen z Univerze v Turkuju na Finskem in njegova mednarodna ekipa sta uporabila več optičnih teleskopov po vsem svetu v povezavi z NASA-jevim rentgenskim teleskopom SWIFT (SWIFT), da bi razumela, da so ti dvanajstletni dvojni dogodki posledica manjše črne luknje, ki se vrti okoli OJ287. Valtonen je glavni avtor študije, objavljene v Astrophysical Journal (Journal of Astrophysicists).
Masivna črna luknja ima zelo vroč akrecijski disk - ključni sestavni del kvazarja. Material se nabira v disku in ga vleče v črno luknjo in ga hrani. Na poti se material diska segreje in oddaja močno elektromagnetno sevanje. Manjša črna luknja in partner OJ287, ki prav tako tehta kar 100 sončnih mas (še vedno ogromno črno luknjo!), Ki ima zelo podolgovato orbito, se vsakih 12 let niha blizu masivnejše črne luknje. Med najbližjim pristopom, manjša črna luknja "brizga ven" na disk akretionov OJ287 med vrtenjem in spet, ko se zavrti okoli oddaljene strani črne luknje, ustvarja dva različna sežiganja, kot kaže ta diagram:
Ilustracija binarnega sistema črne luknje v OJ287. Napovedi modela so preverjene z opažanji.
To periodično blizu trka segreje material akrecijskega materiala supermasivne črne luknje, ki ga dvakrat neposredno ogreva neposredno drug za drugim. To je tisto, kar povzroča nenavadno osvetljevanje (sijaj) v OJ287 vsakih 12 let. Po pridobitvi tega modela dvojne črne luknje so raziskovalci lahko napovedali, kdaj bi se moral zgoditi zadnji dogodek. Zadnje razsvetljenje se je zgodilo 18. novembra 2015, le nekaj dni preden je Valtonen napovedal, kar potrjuje model svoje dvojne luknje. Toda s pomočjo teh opazovanj se lahko izračuna tudi rotacija supermasivne črne luknje in je hitra. Ti ukazi kažejo, da se vrti s tretjino hitrosti svetlobe.
Zanimivo je, da je skupina na podlagi zgodovinskih podatkov OJ287 lahko izračunala, koliko energije se izgublja iz sistema z uporabo gravitacijskih valov. Seveda so gravitacijski valovi trenutno zelo zanimiva tema, saj so jih LIGO odkrili šele prejšnji mesec. To odkritje LIGO ni samo potrdilo Einsteinovo splošno teorijo relativnosti, ampak tudi neposredno potrdilo obstoj dveh črnih lukenj, ki se združujejo v eno celoto.
Čeprav so gravitacijski valovi OJ287 prešibki, da bi jih lahko zaznali s pomočjo sodobne generacije detektorjev gravitacijskih valov (vir je preveč oddaljen), 18. novembra razjasnitev kvazarja služi za določitev praznika Einsteinove teorije, ki jo je predstavil pred skoraj 100 leti 25. novembra 1915.
