Ήρθε η ώρα να βρείτε όλες τις μαύρες τρύπες που λείπουν.
Αυτό είναι το επιχείρημα που προωθήθηκε από ένα ζευγάρι ιαπωνικών αστροφυσικών, που έγραψε ένα έγγραφο που προτείνει μια νέα αναζήτηση για εκατομμύρια «απομονωμένες μαύρες τρύπες» (IBHs) που πιθανόν να κατοικήσουν τον γαλαξία μας. Αυτές οι μαύρες τρύπες, χάνονται στο σκοτάδι, γουλιά από το διαστρικό μέσο - τη σκόνη και άλλα πράγματα που κυλούν ανάμεσα στα αστέρια. Αλλά αυτή η διαδικασία είναι αναποτελεσματική και πολλά από αυτά εξέρχονται στο διάστημα με υψηλές ταχύτητες. Καθώς αυτή η εκροή αλληλεπιδρά με το περιβάλλον, οι ερευνητές έγραψαν, θα πρέπει να παράγουν ραδιοκύματα που μπορούν να ανιχνεύσουν τα ανθρώπινα ραδιοτηλεσκόπια. Και αν οι αστρονόμοι μπορούν να διαχωρίσουν αυτά τα κύματα από όλο τον θόρυβο που υπάρχει στον υπόλοιπο γαλαξία, θα μπορούσαν να εντοπίσουν αυτές τις αόρατες μαύρες τρύπες.
"Ένας αφελής τρόπος παρακολούθησης των IBHs είναι μέσω της εκπομπής τους ακτίνων Χ", γράφουν οι ερευνητές στο άρθρο τους, το οποίο δεν έχει ακόμη επισήμως αξιολογηθεί από τους ομολόγους του και το οποίο κατέστησαν διαθέσιμο την 1η Ιουλίου ως προεκτύπωμα στο arXiv.
Γιατί αυτό? Καθώς οι μαύρες τρύπες πιπιλίζουν το θέμα από το διάστημα, αυτό που έχει σημασία στα περιθώρια του επιταχύνει και σχηματίζει αυτό που είναι γνωστό ως δίσκος προσαύξησης. Το θέμα σε αυτό το δίσκο χύνεται ενάντια στον εαυτό του καθώς περιστρέφεται προς τον ορίζοντα συμβάντος - σημείο μαύρης τρύπας δεν επιστρέφει - φουντώνει τις ακτίνες Χ στη διαδικασία. Αλλά οι μεμονωμένες μαύρες τρύπες, οι οποίες είναι μικρές σε σύγκριση με τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, δεν εκπέμπουν πολλές ακτίνες Χ με αυτόν τον τρόπο. Απλά δεν υπάρχει αρκετή ύλη ή ενέργεια στους δίσκους προσαύξησης για τη δημιουργία μεγάλων υπογραφών ακτίνων Χ. Και οι προηγούμενες έρευνες για ΙΒΗ που χρησιμοποιούν ακτινογραφίες δεν κατάφεραν να αποδώσουν συμπεράσματα.
«Αυτές οι εκροές μπορούν να καταστήσουν τις ΙΒΗ ανιχνεύσιμες σε άλλα μήκη κύματος», γράφουν στην εφημερίδα τους οι ερευνητές Daichi Tsuna του Πανεπιστημίου του Τόκιο και η Norita Kawanaka του Πανεπιστημίου του Κιότο. "Οι εκροές μπορούν να αλληλεπιδράσουν με το περιβάλλον και να δημιουργήσουν σοβαρές διαταραχές στη διείσδυση. Αυτές οι διαταραχές μπορούν να ενισχύσουν μαγνητικά πεδία και να επιταχύνουν τα ηλεκτρόνια και αυτά τα ηλεκτρόνια εκπέμπουν ακτινοβολία synchrotron στο ραδιοφωνικό μήκος κύματος".
Με άλλα λόγια, η εκροή που ολισθαίνει μέσα από το διαστρικό μέσο πρέπει να μεταφέρει ηλεκτρόνια σε ταχύτητες που παράγουν ραδιοκύματα.
"Ενδιαφέρουσα εφημερίδα", δήλωσε ο Simon Portegies Zwart, αστροφυσικός στο πανεπιστήμιο Leiden της Ολλανδίας, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα του Tsuna και του Kawanaka. Η Portegies Zwart έχει μελετήσει επίσης το ζήτημα των IBH, γνωστών και ως μαύρες οπές ενδιάμεσης μάζας (IMBHs).
"Θα ήταν ένας πολύ καλός τρόπος να βρεθούν τα IMBHs", ανέφερε η Portegies Zwart στο Live Science. "Νομίζω ότι με το LOFAR, τέτοια έρευνα θα πρέπει να είναι ήδη δυνατή, αλλά η ευαισθησία μπορεί να αποτελέσει πρόβλημα".
Οι IBHs, οι Portegies Zwart, εξηγούνται, θεωρούνται ως ένας "σύνδεσμος που λείπει" μεταξύ των δύο τύπων μαύρων οπών που μπορούν να ανιχνεύσουν οι αστρονόμοι: μαύρες τρύπες αστρικών μαζών που μπορεί να είναι δυο φορές ίσες με το μέγεθος του ήλιου μας και υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, τα γοητευτικά θηρία που ζουν στους πυρήνες των γαλαξιών και είναι εκατοντάδες χιλιάδες φορές το μέγεθος του ήλιου μας.
Οι μαύρες τρύπες της αστεροειδούς μάζας περιστασιακά ανιχνεύονται σε δυαδικά συστήματα με κανονικά αστέρια, διότι τα δυαδικά συστήματα μπορούν να παράγουν κύματα βαρύτητας και τα συντροφικά αστέρια μπορούν να παράσχουν καύσιμα για μεγάλες εκρήξεις ακτίνων Χ. Και οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες έχουν δίσκους συσσώρευσης που εκπέμπουν τόσο μεγάλη ενέργεια που οι αστρονόμοι μπορούν να ανιχνεύσουν και ακόμη και να τις φωτογραφίσουν.
Αλλά οι IBH, στα μεσαία μεταξύ αυτών των δύο άλλων τύπων, είναι πολύ πιο δύσκολο να εντοπιστούν. Υπάρχει μια χούφτα αντικείμενα στο διάστημα που οι αστρονόμοι υποψιάζονται ότι μπορεί να είναι ΙΒΗ, αλλά αυτά τα αποτελέσματα είναι αβέβαια. Αλλά η προηγούμενη έρευνα, συμπεριλαμβανομένου ενός χαρτιού του 2017 στο περιοδικό Μηνιαίες ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας, στην οποία συνεργάστηκαν οι Portegies Zwart, υποδεικνύει ότι εκατομμύρια από αυτούς θα μπορούσαν να κρύβονται εκεί.
Ο Tsuna και ο Kawanaka έγραψαν ότι η καλύτερη προοπτική για μια ραδιοεπεξεργασία των IBHs πιθανώς συνεπάγεται τη χρήση του Square Kilometer Array (SKA), ένα ραδιοτηλεσκόπιο πολλαπλών τμημάτων που πρόκειται να κατασκευαστεί με τμήματα στη Νότιο Αφρική και την Αυστραλία. Είναι πλακόστρωτο να έχει μια συνολική περιοχή συλλογής ραδιοκυμάτων 1 τετραγωνικό χιλιόμετρο (0,39 τετραγωνικά μίλια). Οι ερευνητές εκτιμούν ότι τουλάχιστον 30 IBH εκπέμπουν ραδιοκύματα που η SKA θα μπορέσει να ανιχνεύσει κατά τη διάρκεια της πρώτης φάσης της απόδειξης της ιδέας, η οποία έχει προγραμματιστεί για το 2020. Κάτω από το δρόμο, έγραψαν, το πλήρες SKA στα μέσα της δεκαετίας του 2020) θα πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύσει έως 700.
Η SKA όχι μόνο θα μπορούσε να εντοπίσει ραδιοκύματα από αυτές τις IBH, γράφουν, θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να εκτιμήσει με ακρίβεια την απόσταση σε πολλές από αυτές. Όταν έρθει αυτή η ώρα, τελικά, όλες αυτές οι μαύρες τρύπες που λείπουν θα πρέπει να ξεκινούν να κρύβονται.
