Astronomen entdecken engstes Paar supermassereicher Schwarzer Löcher

Zusammenfassung Der Blazar Mrk 501 stellt die Astrophysik weiterhin vor große Herausforderungen, vor allem aufgrund der unterschiedlichen Orientierungen, die auf Parsec- und Kiloparsec-Skalen beobachtet wurden. Eine viel diskutierte Frage ist, ob sein Kern ein supermassereiches binäres Schwarzes Loch (SMBBH) beherbergt. Wir haben 83 Datensätze, die mit dem Very Long Baseline Array (VLBA) (24.09.2011 – 24.07.2023) bei 43 GHz aufgenommen wurden, neu modelliert und analysiert und mit früheren Ergebnissen bei 15 GHz und 8 GHz verglichen. Zusätzlich zum bereits bekannten Parsec-großen Jet im Kern von Mrk 501 haben wir einen zweiten nuklearen Jet (Jet 2) entdeckt, der scheinbar auf der dem Hauptjet abgewandten Seite beginnt und sich gegen den Uhrzeigersinn um den Hauptkern windet. Die Aufnahme vom 24.06.2022 zeigt, dass Jet 2 durch Gravitationslinsen in einen partiellen Einsteinring verzerrt wird. Das gesamte Jetsystem (Jet 1 + Jet 2) bei 43 GHz ist im Vergleich zum 15-GHz-Jet deutlich im Uhrzeigersinn verschoben, und es zeigt sich eine periodische Querbewegung mit einer Periode von etwa 7 Jahren. Die Lichtkurve der gesamten Flussdichte bei 43 GHz weist ebenfalls Modulationen mit einer ähnlichen Periode (7,4 Jahre) auf. In der Lichtkurve der Flussdichte des Kerns bei 43 GHz wurde eine kürzere Periode von etwa 121 Tagen gefunden, allerdings mit geringerer Sicherheit. Diese kürzere Periode wird durch das quasi-periodische Auftreten von Jet 2 gestützt. Wir untersuchen verschiedene physikalische Szenarien und kommen zu dem Schluss, dass ein supermassereiches Schwarzes Loch (SMBBH) mit einer Präzessionsperiode der Bahnebene von 7 Jahren und einer Umlaufperiode von 121 Tagen unsere Beobachtungsergebnisse plausibel erklären kann. Unter der Annahme gleicher Massen schätzen wir, dass die beiden Komponenten des SMBBH 27–128 Schwarzschildradien voneinander entfernt sind und jeweils eine Masse von 10⁸–10⁹ M⊙ besitzen.