Pentru prima data, astronomii au obtinut o imagine radio care surprinde doua gauri negre orbitand una in jurul celeilalte. Reusita confirma in mod direct existenta sistemelor binare de gauri negre, dupa o lunga perioada in care comunitatea stiintifica a putut fotografia doar obiecte singulare.
Descoperirea se alatura momentelor de referinta ale domeniului, precum imaginile pentru gaura neagra din centrul Caii Lactee si pentru cea din galaxia Messier 87, adaugand insa dimensiunea dinamica a unui cuplu gravitational.
Ce este OJ287 si de ce conteaza
Sursa observata este quasarul OJ287, un nucleu galactic extrem de luminos. Un astfel de nucleu straluceste atunci cand o gaura neagra supermasiva din centrul galaxiei devoreaza gaz si praf din vecinatate.
In cazul OJ287, indiciile adunate de-a lungul a zeci de ani au indicat ca nu este vorba despre o singura gaura neagra, ci despre doua, aflate pe o orbita comuna cu perioada de aproximativ doisprezece ani. Tocmai acest ritm a generat variatii ale luminii usor de recunoscut si a transformat obiectul intr-un laborator natural pentru testarea ipotezei unui sistem binar.
Cum arata dovada: teorie si observatie puse cap la cap
Interpretarea momentului-cheie se bazeaza pe suprapunerea dintre calculele teoretice si datele radio. O diagrama realizata de Lankeswar Dey indica pozitiile celor doua gauri negre si ale jeturilor lor exact la momentul fotografierii.
Imaginea obtinuta cu un sistem care include satelitul RadioAstron prezinta doua puncte luminoase in zona inferioara, atribuite emisiei radio provenite de la fiecare dintre gauri, si un punct suplimentar in partea superioara, corespunzator jetului emis de gaura neagra mai mica. In diagrama, jetul este trasat ca o linie punctata, iar gaurile negre sunt reprezentate ca puncte, ceea ce permite o corespondenta clara intre model si observatie.
O pista urmarita de peste un secol
Primele urme ale OJ287 pot fi identificate in fotografii de cer din secolul al XIX-lea, cand regiunea a fost surprinsa accidental in timp ce astronomii vizau alte tinte.
In 1982, Aimo Sillanpaa, pe atunci masterand la Universitatea din Turku, a observat ca luminozitatea obiectului se modifica regulat la un interval de 12 ani si a propus ipoteza a doua gauri negre in orbita. De atunci, sute de cercetatori au monitorizat intens quasarul pentru a reconstrui miscarea orbitala si a testa predictiile.
Citat cheie: vizibil chiar si pentru amatori
„Quasarul OJ287 este atat de stralucitor incat poate fi detectat chiar si de astronomii amatori cu telescoape private. Ceea ce este special la OJ287 este ca s-a crezut ca adaposteste nu una, ci doua gauri negre care se invart una in jurul celeilalte pe o orbita de doisprezece ani, ceea ce produce un model usor de recunoscut de variatii ale luminii in aceeasi perioada”, afirma Mauri Valtonen, primul autor al studiului, de la Universitatea din Turku. Constatariile au fost publicate in Astrophysical Journal.
De la model la confirmare
Acum patru ani, Lankeswar Dey, cercetator doctorand din Mumbai si colaborator la Turku, a rezolvat misterul orbitelor. Ultima intrebare ramasa era daca ambele gauri negre pot fi detectate simultan. Satelitul NASA TESS a inregistrat lumina provenita de la ambele surse, insa imaginile in lumina obisnuita nu au rezolutia necesara pentru a le separa.
Era nevoie de o claritate de ordinul a 100.000 de ori mai mare, pe care o pot furniza radiotelescoapele. Noua imagine radio asigura aceasta separatie si, impreuna cu modelarea teoretica, ofera confirmarea vizuala a perechii.
Combinand arhivele istorice, monitorizarile moderne si tehnicile radio de inalta rezolutie, cazul OJ287 fixeaza un reper pentru studiul sistemelor binare de gauri negre: acestea nu mai sunt doar deduse din variatii de lumina, ci pot fi vazute distinct in domeniul radio.