במשך שנים, האסטרונום קארל גברהדט והסטודנט לתואר שני ג'רמי מרפי באוניברסיטת טקסס באוסטין חיפשו חורים שחורים - הריכוז הצפוף של החומר במרכז הגלקסיות. הם מצאו חור שחור שמשקלו כ- 6.7 מיליארד פעמים ממסת השמש שלנו במרכז הגלקסיה M87.
אבל עכשיו הם ריסקו את השיא שלהם. בשילוב נתונים חדשים מתצפיות מרובות, הם לא מצאו אחד מלבד שני חורים שחורים סופר-מסיביים שמשקלם כל אחד מ -10 מיליארד שמש.
"הם רק הולכים וגדלים," אמר גבהרט.
חורים שחורים עשויים מחומר צפוף במיוחד. הם מייצרים שדה כבידה כה חזק שאפילו אור אינו יכול לברוח. מכיוון שלא ניתן לראות אותם ישירות, אסטרונומים מוצאים חורים שחורים על ידי מזימה של מסלולי הכוכבים סביב ההמונים הענקיים הבלתי נראים האלה. הצורה והגודל של מסלולי הכוכבים הללו יכולים לקבוע את מסת החור השחור.
כוכבים מתפוצצים המכונים סופרנובות מותירים לעתים קרובות אחריהם חורים שחורים, אך אלה שוקלים רק כמו הכוכב הבודד. חורים שחורים מיליארדי פעמים שמסת השמש שלנו גדלה להיות כל כך גדולה. ככל הנראה, חור שחור רגיל צרך אחר, תפס מספר עצום של כוכבים ואת כמות הגז האדירה שהם מכילים, או כתוצאה משתי גלקסיות המתנגשות. ככל שהתנגשות גדולה יותר, החור השחור מסיבי יותר.
החורים השחורים העל-מסיביים שג'ברהד ומרפי מצאו נמצאים במרכזם של שתי גלקסיות במרחק של יותר מ -300 מיליון שנות אור מכדור הארץ. אחת השוקלת 9.7 מיליארד מסות שמש נמצאת בגלקסיה הסגלגלה NGC 3842, הגלקסיה הבהירה ביותר באשכול לאו של גלקסיות במרחק 320 מיליון שנות אור לכיוון קבוצת הכוכבים ליאו. השנייה גדולה כגדולה או גדולה יותר ויושבת בגלקסיה האליפטית NGC 4889, הגלקסיה המוארת ביותר באשכול הקומא כ- 336 מיליון שנות אור מכדור הארץ בכיוון הכוכב Coma Berenices.
לכל אחד מהחורים השחורים הללו יש אופק אירועים - נקודת האל חזור בה שום דבר, אפילו אור לא יכול לברוח מכוח המשיכה שלהם - גדול פי 200 ממסלול כדור הארץ (או פי חמש מסלול פלוטו). זה 29,929,600,000 קילומטרים או 18,597,391,235 מיילים. מעבר לאופק האירועים, לכל אחת מהן השפעה כבידתית המשתרעת על פני 4,000 שנות אור לכל כיוון.
לשם השוואה, לחור השחור במרכז גלקסיית שביל החלב שלנו יש אופק אירועים רק חמישית ממסלולו של מרקורי - כ -11,600,000 ק"מ או 7,207,905 מיילים. החורים השחורים העל-מסיביים האלה הם מאסיביים פי 25 יותר משלנו.
Gebhardt ומרפי מצאו את החורים השחורים העל-מסיביים על ידי שילוב נתונים ממקורות רבים. תצפיות מטלסקופי מזל תאומים וקק חשפו את החלקים הקטנים והפנימיים ביותר של הגלקסיות הללו בעוד נתונים מ"ספרטורוגרף ג'ורג 'וסינתיה מיטשל "על טלסקופ הרלן ג'יי סמית' בגובה 2.7 מטרים חשפו את האזורים הגדולים ביותר שלהם.
להרכיב הכל כדי להסיק את מסת החורים השחורים היה אתגר. "היינו זקוקים להדמיות מחשב שיכולות להכיל שינויים גדולים כל כך בקנה המידה", אמר Gebhardt. "ניתן לעשות זאת רק במחשב-על."
אך התגמול לא מסתיים במציאת המרכז הגלקסי המסיבי הזה. לתגלית השלכות חשובות בהרבה. זה "אומר לנו משהו בסיסי על היווצרות הגלקסיות", אמר Gebhardt.
החורים השחורים הללו יכולים להיות השרידים הכהים של גלקסיות בהירות בעבר שנקראו קוואזרים. היקום הקדום היה מלא בקוואזרים, חלקם חשבו שהונעו על ידי חורים שחורים 10 מיליארד מסות שמש ומעלה. אסטרונומים תוהים לאן נעלמו מאז המרכזים הגלקטיים העל-מסיביים האלה.
גבהרד ומרפי אולי מצאו קטע מפתח בפתרון התעלומה. שני החורים השחורים העל-מסיביים שלהם עשויים לשפוך אור על האופן שבו חורים שחורים והגלקסיות שלהם היו באינטראקציה מאז היקום הקדום. הם עשויים להיות חוליה חסרה בין קוואזרים קדומים לחורים שחורים סופר-מסיביים מודרניים.
מקור: הודעה לעיתונות של מצפה מקדונלד.
