Morfologi och röntgenegenskaper hos SDSS J0849+1114. Denna figur visar arkivbilden HST WFC3 F105W i huvudfiguren och Chandra 0,3-8 keV röntgenbilden i det övre högra hörnet, med HST-konturer överlagrade på varje. Vi visar också i det nedre vänstra hörnet den nedre upplösningen SDSS trefärgad bild som tydligt visar de tre separata kärnorna i detta sena fusionsskede. HST- och SDSS-bilderna visar den mycket störda morfologin hos denna avancerade sammanslagning, medan Chandra-bilden avslöjar tre kärnröntgenpunktkällor med parseparationer <10 kpc. Kredit:Pfeifle et al., ApJL, lämnats
Astronomer upptäckte åtta begravda dubbla AGN-kandidater, det största urvalet av dolda anhopande supermassiva svarta hål i sena galaxsammanslagningar, valt med hjälp av NASA:s rymdteleskop Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE). Detta resultat kommer att presenteras av doktoranden Ryan Pfeifle från George Mason University (Fairfax, Virginia, U.S.) vid det årliga mötet för European Astronomical Society (EWASS2019) i Lyon, Frankrike, på fredag, 28 juni.
Observationskampanjer och teoretiska studier har visat både att supermassiva svarta hål (SMBH) finns i mitten av de flesta galaxer och att galaxinteraktioner är allestädes närvarande i universum. Som ett resultat, galaxer växer och utvecklas hierarkiskt genom kollisioner, som också bränsle och följaktligen odlar SMBH i deras centra.
Fusioner i det sena skedet borde faktiskt vara värd för dubbla accreterande SMBH:er, eller aktiva galaktiska kärnor (AGN) – otvetydiga bevis för en pågående sammanslagning – med parseparationer som är mindre än 10 kpc och förutspås underlätta den snabbaste tillväxten av de svarta hålen. Decennier av observationskampanjer har visat, dock, den överväldigande sällsyntheten av dubbelackreterande SMBH.
Inte bara existensen, frekvens, och ackretionshastigheter för sådana dubbla AGN-system har viktiga astrofysiska implikationer på bildandet och tillväxten av SMBHs och deras koppling till värdgalaxerna där de finns, de är föregångare till SMBH-fusioner, som kommer att vara de mest titaniska gravitationsvåghändelserna i universum – ett ämne som är av aktuellt intresse.
Morfologiska egenskaper hos galaxsammanslagningsprovet. Den här figuren visar SDSS-trefärgade bilder för det fullständiga provet av 15 galaxsammanslagningar i sent skede. Norr är upp och öst är till vänster. Varje system uppvisar mycket störda morfologier och parseparationer på 10 kpc eller mindre, vilket indikerar att dessa är galaxsammanslagningar i sent skede. Åtta sammanslagningar i detta prov visar inga tydliga tecken på AGN-aktivitet baserat på SDSS-spektra, utan snarare manifesteras som stjärnbildande eller sammansatta områden. Kredit:Pfeifle et al., ApJ, Volym 875, nummer 2, i.d. 117, 2019
I en uppföljande studie rapporterar det internationella forskarteamet också – med hjälp av röntgen med hög rumslig upplösning, nära IR, och optisk spektroskopisk diagnostik - ett fall av en triplett av ackreterande supermassiva svarta hål med inbördes separationer <10 kiloparsec (=32615,63797 ljusår) i den avancerade sammanslagningen SDSS J084905.51+111447.2.
Dynamiken i ett trippelt massivt svarthålssystem kan avsevärt förkorta sammanslagningstidsskalan för två svarta hål.
Ryan Pfeifle förklarar:"Upptäckten tyder på att detta kan vara en viktig mekanism för att driva det binära svarta hålet inspirerande och producera källor till gravitationsvågor."
Röntgenegenskaper hos galaxsammanslagningsprovet. Den här figuren visar Chandra-röntgenbilderna 0,3-8 keV med SDSS r-bandskonturer överlagrade på varje panel för det fullständiga provet av 15 galaxsammanslagningar i sent skede. Norr är upp och öst är till vänster. I åtta av 15 sammanslagningar finner vi bevis för minst två kärnröntgenkällor, mycket tyder på dubbel AGN, och vi finner två av dessa system uppvisar tre röntgenkällor. I varje sammanslagningssystem hittar vi också minst en röntgenkälla och, i kombination med våra LBT-spektroskopiska resultat, vi bekräftar att varje system är värd för minst en AGN. Fyra av de dubbla AGN-kandidaterna visar inga tecken på AGN-aktivitet i optiken. 14 av 15 sammanslagningar visar bevis för högabsorberande kolonner längs siktlinjen, vilket indikerar att dessa röntgenkällor är tungt begravda. Kredit:Pfeifle et al., ApJ, Volym 875, nummer 2, i.d. 117, 2019
Dessutom, trippelinteraktioner kan resultera i slingshot-utkastningar av ett av de svarta hålen med hastigheter som är tillräckligt höga för att undkomma värden, vilket resulterar i antingen utskjutna eller vandrande supermassiva svarta hål.
Pfeifle avslutar:"Resultaten av vår studie visar den verkliga kraften i mid-infrarött urval:det kan välja ut fall av dubbla AGN-kandidater som skulle missas av optiska urvalstekniker, och det erbjuder nu en metod genom vilken vi kan förvälja trippelfusioner för att försöka hitta mer trippel AGN."
