Konstnärens uppfattning om hur det "nästan nakna" supermassiva svarta hålet uppstod. Kredit:Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.
Astronomer som använder den superskarpa radiosynen från National Science Foundation's Very Long Baseline Array (VLBA) har hittat de strimlade resterna av en galax som passerade genom en större galax, lämnar bara den mindre galaxens nästan nakna supermassiva svarta hål att dyka upp och rusa iväg med mer än 2, 000 miles per sekund.
Galaxerna är en del av ett galaxkluster mer än 2 miljarder ljusår från jorden. Det nära mötet, miljoner år sedan, tog bort den mindre galaxen för nästan alla dess stjärnor och gaser. Det som återstår är det svarta hålet och en liten galaktisk kvarleva bara cirka 3, 000 ljusår i diameter. För jämförelse, vår Vintergatans galax är cirka 100, 000 ljusår över.
Upptäckten gjordes som en del av ett program för att upptäcka supermassiva svarta hål, miljoner eller miljarder gånger mer massiv än solen, som inte är i centrum av galaxer. Supermassiva svarta hål finns i mitten av de flesta galaxer. Stora galaxer tros växa genom att sluka mindre följeslagare. I sådana fall, bådas svarta hål förväntas kretsa kring varandra, slutligen sammansmälta.
"Vi letade efter kretsande par av supermassiva svarta hål, med en förskjutning från mitten av en galax, som ett bevis på en tidigare galaxfusion, "sa James Condon, av National Radio Astronomy Observatory. "Istället, vi hittade det här svarta hålet som flydde från den större galaxen och lämnade ett spår av skräp efter sig, " han lade till.
"Vi har inte sett något liknande förut, " sa Condon.
Astronomerna började sin strävan med att använda VLBA för att göra mycket högupplösta bilder av mer än 1, 200 galaxer, tidigare identifierats av storskaliga himmelundersökningar gjorda med infraröda och radioteleskop. Deras VLBA -observationer visade att de supermassiva svarta hålen i nästan alla dessa galaxer var i galaxernas centrum.
Dock, ett föremål, i en grupp galaxer som kallas ZwCl 8193, passade inte det mönstret. Ytterligare studier visade att detta objekt, ringde B3 1715+425, är ett supermassivt svart hål omgivet av en galax som är mycket mindre och svagare än vad man kan förvänta sig. Dessutom, detta objekt rusar iväg från kärnan i en mycket större galax, lämnar ett spår av joniserad gas bakom sig.
Forskarna drog slutsatsen att B3 1715+425 är vad som finns kvar av en galax som passerade genom den större galaxen och fick de flesta av sina stjärnor och gas bortskalad av mötet - ett "nästan naket" supermassivt svart hål.
Resterna för fortkörning, forskarna sa, kommer förmodligen att förlora mer massa och sluta bilda nya stjärnor.
"Om en miljard år eller så, det kommer förmodligen att vara osynligt, " sa Condon. Det betyder, han påpekade, att det kan finnas många fler sådana föremål över från tidigare galaktiska möten som astronomer inte kan upptäcka.
Forskarna kommer att fortsätta leta, dock. De observerar fler objekt, i ett långsiktigt projekt med VLBA. Eftersom deras projekt inte är tidskritisk, Condon förklarade, de använder "fylltid" när teleskopet inte används för andra observationer.
"Data vi får från VLBA är av mycket hög kvalitet. Vi får positionerna för de supermassiva svarta hålen till extremt god precision. Vår begränsande faktor är precisionen hos galaxpositionerna som ses vid andra våglängder som vi använder för jämförelse, "Sa Condon. Med nya optiska teleskop som kommer att komma på nätet under de kommande åren, såsom Large Synoptic Survey Telescope (LSST), han sa, de kommer då att ha förbättrade bilder som kan jämföras med VLBA-bilderna. De hoppas att detta gör att de kan upptäcka fler objekt som B3 1714+425.
"Och kanske också några av de binära supermassiva svarta hålen som vi ursprungligen sökte, " han sa.
Condon arbetade med Jeremy Darling från University of Colorado, Yuri Kovalev från Astro Space Center vid Lebedev Physical Institute i Moskva, och Leonid Petrov från Astrogeo Center i Falls Church, Virginia. Forskarna rapporterar sina fynd i Astrofysisk tidskrift .
VLBA, tillägnad 1993, är nu en del av Long Baseline Observatory. Den använder tio, 25-meters parabolantenner distribuerade från Hawaii till St Croix i Karibien. Det drivs från NRAO:s Domenici Science Operations Center i Socorro, NM. Alla tio antenner arbetar tillsammans som ett enda teleskop med den största upplösningsförmågan som finns tillgänglig för astronomi. Denna unika förmåga har producerat milstolpe bidrag till många vetenskapliga områden, allt från jordens tektonik, klimatforskning, och rymdfarkostnavigering, till kosmologi.