בגלקסיה שנמצאת במרחק של ארבעה מיליארד שנות אור, שלושה חורים שחורים סופר-מסיביים ננעלים בחיבוק מסתחרר. זו שלישיית החורים השחורים הידועים ביותר עד כה ואף מציעה שהמערכות הארוזות הדוקות שכיחות יותר ממה שחשבו בעבר.
"מה שנותר לי יוצא דופן הוא שהחורים השחורים האלה, שהם בקצה הקיצוני של תורת היחסות הכללית של איינשטיין, מקיפים זה את זה במהירות פי 300 ממהירות הצליל בכדור הארץ," אמר הסופר הראשי רוג'ר דיאן מאוניברסיטת קייפ. העיר בהודעה לעיתונות.
"לא רק זאת, אלא באמצעות האותות המשולבים של טלסקופים רדיו בארבע יבשות אנו מסוגלים לראות את המערכת האקזוטית הזו בשליש מהדרך ברחבי היקום. זה מעורר בי התרגשות גדולה מכיוון שזו פשוט גירוד פני השטח של רשימה ארוכה של תגליות שתתאפשר עם מערך הקילומטר המרובע. "
המערכת, שכונתה SDSS J150243.091111557.3, זוהתה לראשונה כקוואסר - חור שחור סופר-מסיבי במרכז הגלקסיה, שמאחז במהירות חומר ומאיר באור - לפני ארבע שנים. אבל הספקטרום שלו היה מעט מטושטש כאשר קו פליטת החמצן המיונן כפל [OIII] שלו התפצל לשני פסגות במקום אחת.
הסבר חיובי הציע כי היו שני חורים שחורים סופר-מסיביים המסתתרים בליבת הגלקסיה.
גלקסיה פעילה מציגה בדרך כלל קווי פליטה צרים חד-פעמי, הנובעים מאזור מסביב של גז מיונן, אמר דיאן ל- Space Magazine. העובדה שגלקסיה פעילה זו מציגה קווי פליטה בעלי כפולת שיא, מרמזת על כך שיש שני אזורים מסביב לגז מיוננים ולכן שני חורים שחורים סופר-מסיביים פעילים.
אבל אחד החורים השחורים העל-מאסיים היה עטוף באבק. אז דין וקולגות חפרו קצת יותר רחוק. הם השתמשו בטכניקה המכונה אינטרפרומטריה ארוכה מאוד קו בסיס (VLBI), המהווה אמצעי לחיבור טלסקופים זה לזה, ומשלבת איתותים המופרדים עד 10,000 ק"מ כדי לראות פירוט גדול פי 50 מטלסקופ החלל האבל.
תצפיות מרשת ה- VLBI האירופית - מערך אנטנות אירופיות, סיניות, רוסיות ודרום אמריקאיות - גילו כי החור השחור העל-מסיבי המכוסה באבק היה שוב שניים במקום אחד, מה שהופך את המערכת לשלושה חורים שחורים סופר-מסיביים בסך הכל.
"זה מה שהיה כל כך מפתיע", אמר דיאן למגזין Space. "המטרה שלנו הייתה לאשר את שני החורים השחורים החשודים. לא ציפינו שאחת מאלה הייתה למעשה שתיים, שרק VLBI האירופי יכול היה לחשוף רק בגלל הפרט הדק ביותר שהיא מסוגלת להבחין. "
דין ועמיתיו בדקו שש גלקסיות דומות לפני שמצאו את השלישייה הראשונה שלהם. העובדה שמצאו אחת כזו מהר מרמזת שהם נפוצים יותר ממה שחשבו בעבר.
לפני היום נודעו רק ארבע מערכות חור שחור משולשות, כאשר הצמד הקרוב ביותר היה בנפרד 2.4 קילו-פרסה - בערך פי 2,000 מהמרחק מכדור הארץ לכוכב הקרוב ביותר, פרוקסימה סנטאורי. אבל הזוג הכי קרוב בשלישייה זו מופרד על ידי 140 פרסקות בלבד - בערך פי 10 מאותו מרחק.
למרות שדיין ועמיתיו סמכו על הרזולוציה הפנומנלית של טכניקת ה- VLBI כדי להפריד במרחב בין שני החורים השחורים הקרובים, הם גם הראו שניתן להסיק את נוכחותם מתכונות בקנה מידה גדול יותר. התנועה האורביטאלית של החור השחור, למשל, מוטבעת על מטוסי הענק הגדולים שלה, ומסובבת אותם לצורה דמוית סליל. זה עשוי לספק לטלסקופים קטנים יותר כלי למצוא אותם ביעילות הרבה יותר גדולה.
"אם התוצאה תישמר, זה יהיה מגניב מאוד", אמרה מומחית החור השחור-סופר-מסיבית ג'סי רנו מאוניברסיטת פנסילבניה. למחקר זה השלכות רבות על הבנת תופעות נוספות.
הראשון שופך אור על התפתחות הגלקסיה. שניים או שלושה חורים שחורים סופר-מסיביים הם האקדח המעשן שהגלקסיה התמזגה עם אחר. אז על ידי התבוננות גלקסיות אלה בפירוט, אסטרונומים יכולים להבין כיצד גלקסיות התפתחו לצורות והגדלים של ימינו.
השנייה שופכת אור על תופעה המכונה קרינת כבידה. תורת היחסות הכללית של איינשטיין מנבאת שכאשר אחד משניים-שלושה חורים שחורים-על-מסיביים ספירלות פנימה, גלי הכבידה - אדוות במרקם הזמן-החלל עצמו - מתפשטים לחלל.
טלסקופי רדיו עתידיים אמורים להיות מסוגלים למדוד גלי כבידה ממערכות כגון מסלולן.
"בהמשך הדרך מערך הקילומטר המרובע יאפשר לנו למצוא וללמוד מערכות אלה בפירוט נהדר, ובאמת יאפשר לנו [להבין] טוב יותר את האופן שבו חורים שחורים מעצבים גלקסיות לאורך תולדות היקום," אמר שותף לעבודה מאט ג'רוויס מאוניברסיטאות אוקספורד והכף המערבי.
המחקר פורסם היום בכתב העת Nature.
