Supermassiva hål är vanligtvis stationära föremål, sitter i mitten av de flesta galaxer. Dock, med hjälp av data från NASA:s Chandra X-ray Observatory och andra teleskop, astronomer jagade nyligen vad som kan vara ett supermassivt svart hål som kan vara på väg.

Detta möjliga överfallna svarta hål, som innehåller cirka 160 miljoner gånger vår sols massa, ligger i en elliptisk galax cirka 3,9 miljarder ljusår från jorden. Astronomer är intresserade av dessa rörliga supermassiva svarta hål eftersom de kan avslöja mer om egenskaperna hos dessa gåtfulla objekt.

Detta svarta hål kan ha "ryggat tillbaka, "i den terminologi som används av forskare, när två mindre supermassiva svarta hål kolliderade och slogs samman och bildade ett ännu större. På samma gång, denna kollision skulle ha genererat gravitationsvågor som emitterade starkare i en riktning än andra. Detta nybildade svarta hål kunde ha fått en spark i motsatt riktning av de starkare gravitationsvågorna. Denna spark skulle ha tryckt ut det svarta hålet från galaxens centrum, som avbildas i konstnärens illustration.

Styrkan på sparken beror på hastigheten och riktningen av spinn för de två mindre svarta hålen innan de smälter samman. Därför, information om dessa viktiga men svårfångade egenskaper kan erhållas genom att studera hastigheten hos svarta håls rekyl.

Astronomer hittade denna rekylerande svarta hålskandidat genom att sålla igenom röntgen- och optiska data för tusentals galaxer. Först, de använde Chandra-observationer för att välja galaxer som innehåller en ljus röntgenkälla och observerades som en del av Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Ljusa röntgenstrålning är en vanlig egenskap hos supermassiva svarta hål som växer snabbt.

Nästa, forskarna tittade för att se om Hubble Space Telescope-observationer av dessa röntgenljusgalaxer avslöjade två toppar nära deras centrum i den optiska bilden. Dessa två toppar kan visa att ett par supermassiva svarta hål finns eller att ett slingrande svart hål har rört sig bort från stjärnhopen i galaxens centrum.

Om dessa kriterier uppfylldes, sedan undersökte astronomerna SDSS-spektra, som visar hur mängden optiskt ljus varierar med våglängden. Om forskarna fann kontrollanta signaturer i spektra som indikerar närvaron av ett supermassivt svart hål, de följde upp med en ännu närmare undersökning av dessa galaxer.

Efter allt detta sökande, en bra kandidat för ett ryggande svart hål upptäcktes. Den vänstra bilden i infällningen är från Hubble-data, som visar två ljusa punkter nära mitten av galaxen. En av dem är belägen i mitten av galaxen och den andra ligger cirka 3, 000 ljusår bort från centrum. Den senare källan visar egenskaperna hos ett växande supermassivt svart hål och dess position matchar den för en ljus röntgenkälla som upptäckts med Chandra (höger bild i infälld). Med hjälp av data från SDSS och Keck-teleskopet på Hawaii, teamet fastställde att det växande svarta hålet som ligger nära, men märkbart förskjuten från, galaxens centrum har en hastighet som skiljer sig från galaxen. Dessa egenskaper tyder på att denna källa kan vara ett ryggande supermassivt svart hål.

Värdgalaxen för det möjliga ryggande svarta hålet visar också vissa tecken på störningar i dess yttre regioner, vilket är en indikation på att en sammanslagning mellan två galaxer inträffade under det relativt korta förflutna. Eftersom supermassiva svarta håls sammanslagningar tros inträffa när deras värdgalaxer smälter samman, denna information stöder idén om ett ryggande svart hål i systemet.

Dessutom, stjärnor bildas i hög hastighet i galaxen, flera hundra gånger solens massa per år. Detta överensstämmer med datorsimuleringar, som förutspår att stjärnbildningshastigheterna kan förbättras för sammanslagna galaxer, särskilt de som innehåller rekylerande svarta hål.

En annan möjlig förklaring till uppgifterna är att två supermassiva svarta hål finns i mitten av galaxen men ett av dem producerar inte detekterbar strålning eftersom det växer för långsamt. Forskarna föredrar förklaringen av det rekylerande svarta hålet, men mer data behövs för att stärka deras sak.

En artikel som beskriver dessa resultat accepterades nyligen för publicering i The Astrofysisk tidskrift och är tillgänglig online. Den första författaren är Dongchan Kim från National Radio Astronomy Observatory i Charlottesville, Virginia. NASA:s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, hanterar Chandra-programmet för NASA:s Science Mission Directorate i Washington. Smithsonian Astrophysical Observatory i Cambridge, Massachusetts, kontrollerar Chandras vetenskap och flygverksamhet.