Mae gwyddonwyr yn credu bod twll du supermassive yn llechu yng nghanol bron pob galaeth yn y bydysawd, gyda màs sydd filiynau neu biliynau o weithiau yn fwy na'r Haul ac y mae ei rym disgyrchiant aruthrol yn gyfrifol am ddal yr holl sêr gyda'i gilydd. Fodd bynnag, ymddengys bod calon clwstwr galaeth Abell 2261, a leolir tua 2.7 biliwn o flynyddoedd golau o'r Ddaear, yn torri'r theori. Yno, mae rheolau astroffiseg yn nodi y dylai fod anghenfil enfawr o rhwng 3,000 a 100,000 miliwn o fasau solar, sy'n debyg i bwysau rhai o'r rhai mwyaf hysbys. Fodd bynnag, cymaint ag y mae ymchwilwyr yn chwilio'n ddiangen, nid oes unrhyw ffordd i ddod o hyd iddo. Mae'r arsylwadau diweddaraf gydag Arsyllfa Pelydr-X Chandra NASA a Thelesgop Gofod Hubble ond yn ymchwilio i'r dirgelwch.
Gan ddefnyddio data Chandra a gafwyd ym 1999 a 2004, roedd seryddwyr eisoes wedi chwilio canol Abell am 2,261 o arwyddion o dwll du supermassive. Roeddent yn hela am ddeunydd a oedd wedi gorboethi wrth iddo syrthio i'r twll du a chynhyrchu pelydrau-X, ond ni wnaethant ganfod ffynhonnell o'r fath.
Wedi'i ddiarddel ar ôl uno
Nawr, gydag arsylwadau newydd a hirach o Chandra a gafwyd yn 2018, cynhaliodd tîm dan arweiniad Kayhan Gultekin o Brifysgol Michigan chwiliad dyfnach am y twll du yng nghanol yr alaeth. Fe wnaethant hefyd ystyried esboniad arall, lle cafodd y twll du ei daflu allan ar ôl uno dau alaeth, pob un â'i dwll ei hun, i ffurfio'r galaeth a arsylwyd.
Pan fydd tyllau duon yn uno, maent yn cynhyrchu tonnau mewn amser-gofod o'r enw tonnau disgyrchiant. Pe bai'r nifer fawr o donnau disgyrchiant a gynhyrchir gan ddigwyddiad o'r fath yn gryfach i un cyfeiriad na'r llall, mae'r ddamcaniaeth yn rhagweld y byddai'r twll du newydd, hyd yn oed yn fwy enfawr, wedi'i anfon ar gyflymder llawn o ganol yr alaeth i'r cyfeiriad arall. Gelwir hyn yn dwll du sy'n cilio.
Nid yw seryddwyr wedi dod o hyd i unrhyw dystiolaeth ddiffiniol o recoil twll du, ac ni wyddys a yw uwch-swyddogion yn mynd yn ddigon agos at ei gilydd i gynhyrchu tonnau disgyrchiant ac uno. Hyd yn hyn, dim ond toddi gwrthrychau llawer llai y maent wedi'u gwirio. Byddai dod o hyd i gilio mwy yn annog gwyddonwyr i chwilio am donnau disgyrchiant rhag uno tyllau duon supermassive.
Signalau anuniongyrchol
Mae gwyddonwyr yn credu y gallai hyn fod wedi digwydd yng nghanol Abell 2261 gan ddau arwydd anuniongyrchol. Yn gyntaf, mae data o arsylwadau optegol o Hubble a thelesgop Subaru yn datgelu craidd galactig, y rhanbarth canolog lle mae gan nifer y sêr yn yr alaeth werth uchaf, llawer mwy na'r disgwyl, ar gyfer galaeth o'i maint. Yr ail arwydd yw bod y crynodiad dwysaf o sêr yn yr alaeth fwy na 2,000 o flynyddoedd golau o'r canol, yn rhyfeddol o bell.
Yn ystod uno, mae'r twll du supermassive ym mhob galaeth yn suddo tuag at ganol yr alaeth sydd newydd uno. Os cânt eu dal gyda'i gilydd yn ôl disgyrchiant a bod eu orbit yn dechrau crebachu, disgwylir i dyllau du ryngweithio â'r sêr o'u cwmpas a'u diarddel o ganol yr alaeth. Byddai hyn yn egluro craidd mawr Abell 2261.
Efallai bod y crynhoad o sêr oddi ar y canol hefyd wedi cael ei achosi gan ddigwyddiad treisgar fel uno dau dwll du supermassive ac ail-ymgarniad dilynol un twll du, mwy.
Dim olrhain yn y sêr
Er bod arwyddion bod uno twll du wedi digwydd, ni ddangosodd data Chandra na Hubble dystiolaeth o'r twll du ei hun. Yn flaenorol, roedd yr ymchwilwyr wedi defnyddio Hubble i chwilio am grŵp o sêr a allai fod wedi cael eu sgubo i ffwrdd gan dwll du oedd yn cilio. Fe wnaethant astudio tri chlwstwr ger canol yr alaeth ac archwilio a yw cynigion y sêr yn y clystyrau hyn yn ddigon uchel i awgrymu eu bod yn cynnwys twll du màs solar 10 biliwn. Ni ddarganfuwyd tystiolaeth glir ar gyfer twll du mewn dau o'r grwpiau ac roedd y sêr yn y llall yn rhy wangalon i ddod i gasgliadau defnyddiol.
Fe wnaethant hefyd astudio arsylwadau o Abell 2261 o'r blaen gyda Karl G. Jansky Array Mawr Iawn yr NSF. Roedd allyriadau radio a ganfuwyd ger canol yr alaeth yn awgrymu bod gweithgaredd twll du supermassive wedi digwydd yno 50 miliwn o flynyddoedd yn ôl, ond nid yw hynny'n dangos bod canol yr alaeth yn cynnwys twll mor ddu ar hyn o bryd.
Yna aethon nhw i Chandra i chwilio am ddeunydd a oedd wedi gorboethi a chynhyrchu pelydrau-X wrth iddo syrthio i'r twll du. Er bod y data wedi datgelu nad oedd y nwy poeth dwysaf yng nghanol yr alaeth, ni chafodd ei ddangos naill ai yng nghanol y clwstwr nac yn unrhyw un o'r clystyrau seren. Daeth yr awduron i'r casgliad, naill ai nad oes twll du yn unrhyw un o'r lleoliadau hyn, neu ei fod yn denu deunydd yn rhy araf i gynhyrchu signal pelydr-X canfyddadwy.
Mae dirgelwch lleoliad y twll du enfawr hwn yn parhau. Er bod y chwiliad yn aflwyddiannus, mae seryddwyr yn gobeithio y gall Telesgop Gofod James Webb ddatgelu ei bresenoldeb. Os na all Webb ddod o hyd iddo, yna'r esboniad gorau yw bod y twll du wedi symud yn ddigon pell i ffwrdd o ganol yr alaeth.
