40億光年離れた銀河では、3つの超巨大ブラックホールが渦巻く抱擁に閉じ込められています。これは、これまでに知られている最も厳しいブラックホールのトリオであり、これらの密集したシステムが以前考えられていたよりも一般的であることさえ示唆しています。
ケープ大学の主執筆者であるロジャー・ディーン氏は、「アインシュタインの一般相対性理論の極限にあるこれらのブラックホールが、地球の音速の300倍の速度で互いに周回していることは、私にとって異常なままです」と述べています。プレスリリースの町。
「それだけでなく、4つの大陸の電波望遠鏡からの信号を組み合わせて使用することで、宇宙全体の3分の1の方法でこのエキゾチックなシステムを観測できます。これは、スクエアキロメーターアレイで可能になる発見の長いリストのほんの一部にすぎないので、とても興奮します。」
このシステムは、SDSS J150243.091111557.3と呼ばれ、4年前にクエーサー（材料を急速に降着させて明るく輝く銀河の中心にある超巨大ブラックホール）として最初に特定されました。しかし、そのスペクトルは、二重にイオン化された酸素放出線[OIII]が1つではなく2つのピークに分割されているため、少し奇妙でした。
好意的な説明は、銀河の中心部に2つのアクティブな超大質量ブラックホールが隠れていることを示唆しています。
ディーンはスペースマガジンに、活動的な銀河は通常、周囲がイオン化されたガスの領域に由来する、単一のピークを持つ狭い輝線を示していると語った。このアクティブな銀河が二重ピークの輝線を示すという事実は、イオン化ガスの周囲に2つの領域があり、したがって2つのアクティブな超大質量ブラックホールがあることを示唆しています。
しかし、超巨大ブラックホールの一つは、ほこりに包まれていました。それで、ディーンと同僚はもう少し掘り下げました。彼らは、望遠鏡を相互にリンクし、最大10,000 km離れた信号を組み合わせてハッブル宇宙望遠鏡の50倍の詳細を表示する手段である超長基線干渉法（VLBI）と呼ばれる手法を使用しました。
ヨーロッパ、中国、ロシア、南米のアンテナの配列であるヨーロッパのVLBIネットワークからの観測により、ダストで覆われた超大質量ブラックホールが1つではなく2つであり、システムに合計3つの超大質量ブラックホールができたことを明らかにしました。
「これは驚くべきことでした」とディーンはSpace Magazineに語りました。 「私たちの目的は、疑わしい2つのブラックホールを確認することでした。私たちは、これらの1つが実際には2つであるとは予想していませんでした。これは、ヨーロッパのVLBIネットワークによってのみ明らかにすることができました。
ディーンと同僚は、最初のトリオを見つける前に、6つの類似した銀河を調べました。彼らがすぐに見つけたという事実は、以前考えられていたよりも一般的であることを示唆しています。
今日まで、4つのトリプルブラックホールシステムだけが知られていました。最も近いペアは2.4キロパーセク離れていました。地球から最も近い星のプロキシマケンタウリまでの距離のおよそ2,000倍です。しかし、このトリオで最も近いペアは、140パーセクだけ離れています—同じ距離のおよそ10倍です。
Deaneらは、2つの近接するブラックホールを空間的に分離するためにVLBI手法の驚異的な解像度に依存していましたが、それらの存在が大規模な特徴から推測できることも示しました。たとえば、ブラックホールの軌道運動は、その大きな噴流に刻印され、らせん状の形状にねじれます。これにより、より小さな望遠鏡にはるかに高い効率でそれらを見つけるためのツールが提供される可能性があります。
ペンシルバニア州立大学のバイナリー超大質量ブラックホールの専門家、ジェシー・ランノウ氏はスペースマガジンに、「結果が持続すれば非常に素晴らしいだろう」と語った。この研究は、さらなる現象を理解するための複数の意味を持っています。
最初は銀河の進化に光を当てます。 2つまたは3つの超大質量ブラックホールは、銀河が別の銀河と融合した喫煙銃です。これらの銀河を詳細に見ることで、天文学者は銀河がどのように現在の形とサイズに進化したかを理解できます。
2つ目は、重力放射と呼ばれる現象に光を当てます。アインシュタインの一般相対性理論では、2つまたは3つの超大質量ブラックホールの1つが内側に螺旋すると、重力波（時空そのものの波紋）が宇宙に伝播すると予測しています。
将来の電波望遠鏡は、軌道が崩壊するようなシステムからの重力波を測定できるはずです。
「さらに将来的には、平方キロメートルアレイにより、これらのシステムを非常に詳細に見つけて研究することが可能になり、ブラックホールが宇宙の歴史の中で銀河をどのように形成するかについて、はるかによく理解できるようになります。」オックスフォード大学と西ケープ大学の共著者であるマットジャービス。
研究は本日ネイチャー誌に掲載されました。
