Zjawisko soczewkowania grawitacyjnego, polegające na zakrzywianiu i powiększaniu światła przez masywne obiekty, pomaga badaczom kosmosu w śledzeniu nawet wyjątkowo odległych struktur. Przekonali się o tym w przypadku wspomnianej Kosmicznej podkowy, czyli prawdopodobnego układu dwóch galaktyk znajdującego się w gwiazdozbiorze Lwa.
Czytaj też: Astronomowie odkryli najszybszy układ planetarny we wszechświecie
Oddalone o około 5,5 mld lat świetlnych obiekty, a w zasadzie ich obraz, został powiększony dzięki oddziaływaniom grawitacyjnym podróżującego światła z napotkaną po drodze galaktyką. Ta, zlokalizowana między ziemskimi obserwatorami, a Kosmiczną podkową, powiększyła przemieszczające się światła i zakrzywiła je, ułatwiając astronomom pracę.
Najnowszy rozdział tej fascynującej historii został napisany za sprawą badań wskazujących na istnienie ultramasywnej czarnej dziury, która wydaje się skrywać w sercu rzeczonego układu. Nie jest to ani “zwykła” czarna dziura, ani jej supermasywny odpowiednik. Żeby zasłużyć na miano ultramasywnego taki obiekt musi mieć masę przekraczającą 5 miliardów Słońc. A przecież sama nasza gwiazda jest olbrzymem, jeśli zestawimy ją na przykład z Ziemią.
Czarna dziura znajdująca się w tzw. Kosmicznej podkowie jest określana mianem ultramasywnej. Jej masa odpowiada 35 miliardom Słońc
Co ciekawe, prowadzone obserwacje – oparte na soczewkowaniu grawitacyjnym – odbywały się w tak idealnym ustawieniu śledzonych obiektów, że powstał nawet pierścień Einsteina. Dotychczasowe ustalenia odnoszące się do Kosmicznej podkowy i hipotetycznej ultramasywnej czarnej dziury znajdującej się w jej centrum, zostały zaprezentowane w artykule mającym jak na razie formę preprintu.
Jedną z galaktyk wchodzących w skład Kosmicznej podkowy jest LRG 3-757. Jest ona wyjątkowo masywna, około 100-krotnie górując w tej materii nad Drogą Mleczną. To właśnie w centrum tej struktury wydaje się znajdować jedna z najmasywniejszych czarnych dziur, jakie kiedykolwiek zidentyfikowano. O ile supermasywne czarne dziury są typowymi rezydentami w sercach galaktyk – włącznie z naszą – tak ultramasywne są wykrywane zdecydowanie rzadziej.
Czytaj też: Supermasywna czarna dziura zmierza w kierunku naszej galaktyki. Naukowcy przewidują skutki kolizji
Jako że obserwowanie czarnych dziur jest w zasadzie niemożliwe, ze względu na fakt, iż pochłaniają światło, to naukowcy muszą korzystać z innych metod. Jedna z nich jest określana mianem dyspersji prędkości gwiazd. Im wyższa, tym bardziej losowo poruszają się gwiazdy. Poza tym wielkość dyspersji prędkości jest proporcjonalna do masy czarnej dziury, wokół której krążą te gwiazdy.
W przypadku Kosmicznej podkowy ta korelacja wydaje się wręcz zniekształcona, a astronomowie przypuszczają, że być może dyspersja została zaburzona na skutek łączenia dwóch galaktyk. Poza tym biorą pod uwagę udział sprzężenia zwrotnego czarnej dziury w formie galaktyki aktywnej oraz scenariusz, w którym domniemana ultramasywna czarna dziura jest pozostałością po jasnym kwazarze, który we wczesnym wszechświecie doświadczył szybkiego wzrostu.