Добавить новость
smi24.net
News in English
Декабрь
2019

A second black hole at our galaxy’s center?

0

Artist’s concept of 2 black holes entwined in a gravitational tango. Image via NASA/ JPL-Caltech/ SwRI/ MSSS/ Christopher Go.

By Smadar Naoz, University of California, Los Angeles

Do supermassive black holes have friends? The nature of galaxy formation suggests that the answer is yes, and in fact, pairs of supermassive black holes should be common in the universe.

I am an astrophysicist and am interested in a wide range of theoretical problems in astrophysics, from the formation of the very first galaxies to the gravitational interactions of black holes, stars and even planets. Black holes are intriguing systems, and supermassive black holes and the dense stellar environments that surround them represent one of the most extreme places in our universe.

The supermassive black hole that lurks at the center of our galaxy, called Sgr A*, has a mass of about 4 million times that of our sun. A black hole is a place in space where gravity is so strong that neither particles or light can escape from it. Surrounding Sgr A* is a dense cluster of stars. Precise measurements of the orbits of these stars allowed astronomers to confirm the existence of this supermassive black hole and to measure its mass. For more than 20 years, scientists have been monitoring the orbits of these stars around the supermassive black hole. Based on what we’ve seen, my colleagues and I show that if there is a friend there, it might be a second black hole nearby that is at least 100,000 times the mass of the sun.

EarthSky 2020 lunar calendars are available! They make great gifts. Order now. Going fast!

At the center of our galaxy is a supermassive black hole in the region known as Sagittarius A. It has a mass of about 4 million times that of our sun. Image via ESA/ C. Carreau.

Supermassive black holes and their friends

Almost every galaxy, including our Milky Way, has a supermassive black hole at its heart, with masses of millions to billions of times the mass of the sun. Astronomers are still studying why the heart of galaxies often hosts a supermassive black hole. One popular idea connects to the possibility that supermassive holes have friends.

To understand this idea, we need to go back to when the universe was about 100 million years old, to the era of the very first galaxies. They were much smaller than today’s galaxies, about 10,000 or more times less massive than the Milky Way. Within these early galaxies the very first stars that died created black holes, of about tens to thousand the mass of the sun. These black holes sank to the center of gravity, the heart of their host galaxy. Since galaxies evolve by merging and colliding with one another, collisions between galaxies will result in supermassive black hole pairs – the key part of this story. The black holes then collide and grow in size as well. A black hole that is more than a million times the mass of our sun is considered supermassive.

If indeed the supermassive black hole has a friend revolving around it in close orbit, the center of the galaxy is locked in a complex dance. The partners’ gravitational tugs will also exert its own pull on the nearby stars disturbing their orbits. The two supermassive black holes are orbiting each other, and at the same time, each is exerting its own pull on the stars around it.

The gravitational forces from the black holes pull on these stars and make them change their orbit; in other words, after one revolution around the supermassive black hole pair, a star will not go exactly back to the point at which it began.

Using our understanding of the gravitational interaction between the possible supermassive black hole pair and the surrounding stars, astronomers can predict what will happen to stars. Astrophysicists like my colleagues and me can compare our predictions to observations, and then can determine the possible orbits of stars and figure out whether the supermassive black hole has a companion that is exerting gravitational influence.

Using a well-studied star, called S0-2, which orbits the supermassive black hole that lies at the center of the galaxy every 16 years, we can already rule out the idea that there is a second supermassive black hole with mass above 100,000 times the mass of the sun and farther than about 200 times the distance between the sun and the Earth. If there was such a companion, then I and my colleagues would have detected its effects on the orbit of SO-2.

But that doesn’t mean that a smaller companion black hole cannot still hide there. Such an object may not alter the orbit of SO-2 in a way we can easily measure.

The physics of supermassive black holes

Supermassive black holes have gotten a lot of attention lately. In particular, the recent image of such a giant at the center of the galaxy M87 opened a new window to understanding the physics behind black holes.

The first image of a black hole. This is the supermassive black hole at the center of the galaxy M87. Image via JPL/ Event Horizon Telescope Collaboration.

The proximity of the Milky Way’s galactic center – a mere 24,000 light-years away – provides a unique laboratory for addressing issues in the fundamental physics of supermassive black holes. For example, astrophysicists like myself would like to understand their impact on the central regions of galaxies and their role in galaxy formation and evolution. The detection of a pair of supermassive black holes in the galactic center would indicate that the Milky Way merged with another, possibly small, galaxy at some time in the past.

That’s not all that monitoring the surrounding stars can tell us. Measurements of the star S0-2 allowed scientists to carry out a unique test of Einstein’s general theory of relativity. In May 2018, S0-2 zoomed past the supermassive black hole at a distance of only about 130 times the Earth’s distance from the sun. According to Einstein’s theory, the wavelength of light emitted by the star should stretch as it climbs from the deep gravitational well of the supermassive black hole.

The stretching wavelength that Einstein predicted – which makes the star appear redder – was detected and proves that the theory of general relativity accurately describes the physics in this extreme gravitational zone. I am eagerly awaiting the second closest approach of S0-2, which will occur in about 16 years, because astrophysicists like myself will be able to test more of Einstein’s predictions about general relativity, including the change of the orientation of the stars’ elongated orbit. But if the supermassive black hole has a partner, this could alter the expected result.

This NASA/ESA Hubble Space Telescope image show’s the result of a galactic collision between two good-sized galaxies. This new jumble of stars is slowly evolving to become a giant elliptical galaxy. Image via ESA/ Hubble/ NASA/ Judy Schmidt

Finally, if there are two massive black holes orbiting each other at the galactic center, as my team suggests is possible, they will emit gravitational waves. Since 2015, the LIGO-Virgo observatories have been detecting gravitational wave radiation from merging stellar-mass black holes and neutron stars. These groundbreaking detections have opened a new way for scientists to sense the universe.

Any waves emitted by our hypothetical black hole pair will be at low frequencies, too low for the LIGO-Virgo detectors to sense. But a planned space-based detector known as LISA may be able to detect these waves, which will help astrophysicists figure out whether our galactic center black hole is alone or has a partner.

Smadar Naoz, Associate Professor of Physics & Astronomy, University of California, Los Angeles

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

Bottom line: Measurements of star orbits near the massive black hole in the center of the Milky Way galaxy suggest that there may be a second companion black hole nearby.








Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве

На банкет – в Fish Point Family Resort

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве


Las 'Guerreras del Agua' se dan un baño de bronce en el Mundial de Singapur

Madeline Brewer Marries Jack Thompson-Roylance in England!

La UFC anuncia un mes de octubre mayúsculo

Stanford dropout Sam Altman says college is ‘not working great’ for most people—and predicts major change in the next 18 years


Невозможное возможно: две подопечные фонда «Жизнь в Движении» с ограниченными возможностями покорят вершину Эльбруса

В лобовом столкновении кроссовера и грузовика погибли два человека

Предгрозовое...

Специалисты Нацпроектстроя надвигают путепровод СБВ над путями МЦД-2


Краткая биографическая справка о центральных персонажах Mafia: The Old Country

Первый трейлер Battlefield 6

Brütal Legend is free in honor of Ozzy Osbourne, but only for 666 minutes

Microsoft warns of 'active attacks' on its government and business server tech, with one cybersecurity expert claiming that they should 'assume that you have been compromised'



В депо «Чита» будет установлен первый цифровой весоизмерительный комплекс системы подачи песка под колесные пары локомотива

«Деловые Линии» сократили сроки авиаперевозок по более чем 4400 направлений по России

Utrace запускает услугу по валидации IT-систем для фармацевтического рынка

В Санкт-Петербурге обсудили внедрение ИИ в разработку и оптимальные корпоративные архитектуры


Синоптик Тишковец: череда тропических ливней в Москве завершена

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве

Михаил Ефремов разъехался с женой на фоне новостей о разводе

«Каникулы с Росгвардией» проходят в регионах Центральной России


Отсидевший четыре года за сходство с мошенником не смог доказать невиновность

Трагедия для всей России: наша любимая актриса из "Служебного романа" скончалась на 82-м году жизни

Как мы в Fix Price автоматизировали создание рекламных видео

Математика Савватеева возмутило заявление о "лишних" учителях


Елена Рыбакина вызвала восхищение на старте турнира в Вашингтоне. Видео

Теннисист Медведев: когда я играю хорошо, могу победить любого

Медведев победил У Ибина и вышел в четвертьфинал турнира ATP в Вашингтоне

Сидоренко из России одержал победу и стал чемпионом по настольному теннису на Универсиаде.


Ошибка Баку: На "красивый кавказский обычай" нашлась русская пословица

Οфициaльнο: Ποcлeдний aвиaнοceц Ροccии xοтят οтпpaвить нa мeтaллοлοм

«Леопарду» по усам: Турция представила новейший основной боевой танк

Игровые терминалы в ТЦ: союз ради будущего


Музыкальные новости

Оззи Осборна убила коварная болезнь

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве

Врач Поляков: Киркоров рискует сойти с ума из-за препарата для похудения

Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»


Технологии будущего: MGIMO Ventures объявляет старт четвертого сезона акселерационной программы

В Санкт-Петербурге обсудили внедрение ИИ в разработку и оптимальные корпоративные архитектуры

«Деловые Линии» сократили сроки авиаперевозок по более чем 4400 направлений по России

Utrace запускает услугу по валидации IT-систем для фармацевтического рынка


Будь собой, а не "звездой": "Europarty" от White Queen

Михаил Ефремов разъехался с женой на фоне новостей о разводе

ЦСКА подписал контракт с нападающим Спронгом, выступавшим в НХЛ

Лео Канделаки и Анжелика Стубайло сыграют в новую трэвел-игру «Кто куда» на ТНТ


Несколько автомобилей столкнулись на внешней стороне 92-го км МКАД

В Москве росгвардейцы оказали помощь пострадавшей в ДТП мотоциклистке (видео)

В столичном главке Росгвардии проведён смотр спецтехники

На МКАД в Москве произошло массовое ДТП, движение затруднено


У Путина есть роскошный подарок для Китая: США схватились за голову, узнав о нем

"Ультиматум Трампа: потенциальные последствия для Путина"

В сентябре Путину будет представлена обновленная программа строительства кораблей для ВМФ.

Соболезнования в связи с авиакатастрофой в Амурской области выразили зарубежные лидеры


Депздрав: новый штамм коронавируса «стратус» фиксируют в Москве с мая

Новый штамм коронавируса "стратус" фиксируют в Москве с мая

Депздрав Москвы: новый штамм коронавируса "стратус" фиксируют в Москве с мая

Депздрав Москвы оценил ситуацию с распространением нового штамма коронавируса



Новый штамм коронавируса "стратус" фиксируют в Москве с мая

Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.

Фитнес-марафоны на паузе: суд продлил домашний арест блогеру Лерчек

Пластический хирург Софья Абдулаева: подтяжка груди нитями - эффективно ли это



Игровые терминалы в ТЦ: союз ради будущего

Пять земельных участков для размещения НКО доступны на городских торгах

"Монсон о спортсменах, которые меняют гражданство в сложный период для России"

«Каникулы с Росгвардией» проходят в регионах Центральной России


Лукашенко с иронией отнесся к санкциям, запрещающим ему въезд в Эстонию

Лукашенко поделился мнением о самой идеальной профессии.

Лукашенко посоветовал не злить его и не допускать падежа в животноводстве

Лукашенко заявил, что в Белоруссии «на всякий случай» готовятся к войне


Сергей Собянин осмотрел Дом-музей Федора Конюхова

Мэр Москвы: Улучшим транспортную доступность Южного и Северного Бутова

Собянин: Около 10 тыс. москвичей начали переселение по реновации этим летом

Сергей Собянин поздравил москвича — победителя международной олимпиады по физике


Москвичи теперь должны платить за зарядку своих электромобилей

Бурмистров: лисы могут появляться на улицах Москвы в период расселения

В центре внимания: CorpSoft24 вошел в рейтинг крупнейших ИТ-компаний России

6 лет вместе. В Москве пройдет выставка, посвященная пандам Жуи и Диндин


Οфициaльнο: Ποcлeдний aвиaнοceц Ροccии xοтят οтпpaвить нa мeтaллοлοм

Эксперимент без гарантий. История «Маруси», которая променяла Калифорнию на алтайские поля

Ветеринары напомнили жителям Подмосковья о необходимости вакцинации питомцев

Врач Щетинина: натуральные соки могут навредить здоровью пожилых


В Нарьян-Маре из-за холодов возобновили подачу отопления в дома

В Архангельске началось обучение бойцов СВО, сообщил Цыбульский.

Настольный термотрансферный принтер штрих-кодов iDPRT iE4P

Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.


Прогноз погоды в Крыму на 25 июля

"Россия дала мне возможность быть счастливым": Джефф Монсон в Крыму

В Симферополе на базе «Клинического госпиталя для ветеранов войн» функционирует гериатрический центр для пожилых людей с возрастными нарушениями

В центре Балаклавы изменят дорожное движение – причины и сроки


Как мы в Fix Price автоматизировали создание рекламных видео

Члены семьи Евгения Гинера могли потерять более 1 млрд в финансовой пирамиде

Математика Савватеева возмутило заявление о "лишних" учителях

Пенсионерам с 26 июля поступит на счет разовая выплата с четырьмя нулями














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *