För första gången någonsin, astronomer vid University of New Mexico säger att de har kunnat observera och mäta omloppsrörelsen mellan två supermassiva svarta hål hundratals miljoner ljusår från jorden - en upptäckt mer än ett decennium på gång.

UNM Institutionen för fysik och astronomi doktorand Karishma Bansal är den första författaren på tidningen, 'Begränsa omloppet för det supermassiva svarta hålets binära 0402+379', nyligen publicerad i The Astrophysical Journal . Hon, tillsammans med UNM -professor Greg Taylor och kollegor vid Stanford, U.S. Naval Observatory och Gemini Observatory, har studerat samspelet mellan dessa svarta hål i 12 år.

"Under en lång tid, vi har letat ut i rymden för att försöka hitta ett par av dessa supermassiva svarta hål som kretsar kring två galaxer som går samman, "sa Taylor." Även om vi har teoretiserat att detta ska hända, ingen hade sett det förrän nu. "

I början av 2016, ett internationellt team av forskare, inklusive en UNM -alumn, arbetade med LIGO -projektet upptäckte förekomsten av gravitationella vågor, bekräftar Albert Einsteins 100-åriga förutsägelse och förvånar det vetenskapliga samfundet. Dessa gravitationella vågor var resultatet två svarta hål med stjärnmassa (~ 30 solmassa) som kolliderade i rymden inom Hubble -tiden. Nu, tack vare den senaste forskningen, forskare kommer att kunna börja förstå vad som leder till sammanslagningen av supermassiva svarta hål som skapar krusningar i rymdtidens struktur och börja lära sig mer om utvecklingen av galaxer och rollen som dessa svarta hål spelar i den.

Med hjälp av Very Long Baseline Array (VLBA), ett system som består av 10 radioteleskop över hela USA och som drivs i Socorro, N.M., forskare har kunnat observera flera frekvenser av radiosignaler som avges av dessa supermassiva svarta hål (SMBH). Över tid, astronomer har i huvudsak kunnat plotta sin bana och bekräfta dem som ett visuellt binärt system. Med andra ord, de har observerat dessa svarta hål i omlopp med varandra.

"När Dr Taylor gav mig dessa data var jag i början av att lära mig att bilda och förstå det, "sa Bansal." Och, som jag fick veta fanns data tillbaka till 2003, vi ritade upp det och bestämde att de kretsade runt varandra. Det är väldigt spännande."

För Taylor, upptäckten är resultatet av mer än 20 års arbete och en otrolig bedrift med tanke på den precision som krävs för att dra av dessa mätningar. På ungefär 750 miljoner ljusår från jorden, galaxen heter 0402+379 och de supermassiva svarta hålen i den, är otroligt långt borta; men är också på det perfekta avståndet från jorden och varandra som ska observeras.

Bansal säger att dessa supermassiva svarta hål har en sammanlagd massa på 15 miljarder gånger vår sol, eller 15 miljarder solmassor. Den otroliga storleken på dessa svarta hål betyder att deras omloppstid är cirka 24, 000 år, så medan laget har observerat dem i över ett decennium, de har ännu inte sett den minsta krökning i sin bana.

"Om du föreställer dig en snigel på den nyligen upptäckta jordliknande planeten som kretsar kring Proxima Centauri - 4,243 ljusår bort - rör sig med 1 cm i sekunden, det är vinkelrörelsen vi löser här, "sa Roger W. Romani, professor i fysik vid Stanford University och medlem i forskargruppen.

"Vad vi har kunnat göra är en verklig teknisk prestation under denna 12-årsperiod med VLBA för att uppnå tillräcklig upplösning och precision i astrometri för att faktiskt se omloppsbana, "sa Taylor." Det är lite triumf i teknik att ha kunnat göra detta. "

Även om den tekniska prestationen av denna upptäckt verkligen är fantastisk, Bansal och Taylor säger att forskningen också kan lära oss mycket om universum, varifrån galaxer kommer och vart de ska.

"Binärstjärnornas banor gav enorm insikt om stjärnor, "sa Bob Zavala, en astronom med U.S. Naval Observatory. "Nu kommer vi att kunna använda liknande tekniker för att förstå supermassiva svarta hål och galaxerna som de bor i."

Att fortsätta observera banan och interaktionen mellan dessa två supermassiva svarta hål kan också hjälpa oss att få en bättre förståelse för hur framtiden för vår egen galax kan se ut. Just nu, Andromeda -galaxen, som också har ett SMBH i centrum, är på väg att kollidera med vårt Vintergatan, vilket betyder att händelsen Bansal och Taylor för närvarande observerar, kan inträffa i vår galax om några miljarder år.

"Supermassiva svarta hål har stort inflytande på stjärnorna runt dem och galaxens tillväxt och utveckling, "förklarade Taylor." Så, Att förstå mer om dem och vad som händer när de går samman med varandra kan vara viktigt för vår förståelse för universum. "

Bansal säger att forskargruppen kommer att ta ytterligare en observation av detta system om tre eller fyra år för att bekräfta rörelsen och få en exakt bana. Sålänge, laget hoppas att denna upptäckt kommer att uppmuntra till relaterat arbete från astronomer runt om i världen.