Laikas surasti visas trūkstamas juodąsias skyles.
Tai argumentas, kurį pateikė japonų astrofizikų pora, kuris parašė dokumentą, kuriame siūloma iš naujo ieškoti milijonų „izoliuotų juodųjų skylių“ (IBH), kurios greičiausiai apgyvendina mūsų galaktiką. Šios juodosios skylės, prarastos tamsoje, išskiria medžiagą iš tarpžvaigždinės terpės - dulkės ir kiti daiktai, plūduriuojantys tarp žvaigždžių. Tačiau šis procesas yra neefektyvus, ir didelė dalis šio klausimo dideliu greičiu išmetama į kosmosą. Tyrėjai rašė, kad šis nutekėjimas sąveikauja su mus supančia aplinka. Tai turėtų sukelti radijo bangas, kurias gali aptikti žmogaus radijo teleskopai. Ir jei astronomai gali atskirti tas bangas nuo triukšmo, esančio likusioje galaktikos dalyje, jie gali pastebėti šias nematytas juodąsias skyles.
„Naivus būdas stebėti IBH yra jų rentgeno spinduliuotė“, - rašė tyrėjai savo darbe, kuris dar nebuvo oficialiai recenzuotas ir kurį jie paskelbė liepos 1 d. Kaip išankstinį atspaudą „arXiv“.
Kodėl taip yra? Kai juodosios skylės čiulpia medžiagą iš kosmoso, ši medžiaga jo pakraščiuose įgauna pagreitį ir suformuoja tai, kas vadinama įbrėžimo disku. Tame diske esanti medžiaga nugrimzta į save, nes sukasi link įvykio horizonto - juodosios skylės negrįžimo taško - proceso metu išspjauna rentgeno spindulius. Tačiau atskirtos juodosios skylės, kurios yra mažos, palyginti su supermasyviomis juodosiomis skylėmis, tokiu būdu neišskiria daug rentgeno spindulių. Norint sukurti didelius parašus rentgeno spinduliuose, jų diskuose nepakanka materijos ar energijos. Ir ankstesnės IBH paieškos naudojant rentgeno spindulius nepadarė įtikinamų rezultatų.
„Dėl šių nutekėjimų IBH gali būti aptinkami kituose bangos ilgiuose“, - rašė tyrėjai, Daichi Tsuna iš Tokijo universiteto ir Norita Kawanaka iš Kioto universiteto. "Ištekėjimai gali sąveikauti su aplinkinėmis medžiagomis ir sukelti stiprius be susidūrimų smūgius sąsajoje. Šie smūgiai gali sustiprinti magnetinius laukus ir pagreitinti elektronus. Šie elektronai skleidžia sinchrotrono spinduliuotę radijo bangos ilgyje."
Kitaip tariant, nuotėkis, slenkantis per tarpžvaigždinę terpę, turėtų įgyti elektronus, judančius greičiu, sukuriančiu radijo bangas.
„Įdomus popierius“, - sakė Simonas Portegiesas Zwartas, Nyderlandų Leideno universiteto astrofizikas, nedalyvavęs Tsuna ir Kawanaka tyrimuose. Portegies Zwart taip pat ištyrė IBH, dar vadinamų vidutinės masės juodosiomis skylėmis (IMBH), klausimą.
„Tai būtų puikus būdas rasti IMBH“, - „Live Science“ pasakojo Portegiesas Zwartas. "Manau, kad naudojant LOFAR tokie tyrimai jau turėtų būti įmanomi, tačiau jautrumas gali sukelti problemų."
„Portegies Zwart“ aiškinama, kad IBH yra „trūkstama grandis“ tarp dviejų juodųjų skylių rūšių, kurias gali aptikti astronomai: žvaigždžių masės juodosios skylės, kurios gali būti nuo dviejų iki galbūt 100 kartų didesnės nei mūsų saulė, ir supermasyvios juodosios skylės, puikūs žvėrys, kurie gyvena galaktikų branduoliuose ir yra šimtus tūkstančių kartų didesni už mūsų saulę.
Dvejetainėse sistemose su įprastomis žvaigždėmis retkarčiais galima aptikti žvaigždžių masės juodąsias skylutes, nes dvejetainės sistemos gali sukelti gravitacines bangas, o žvaigždės-žvaigždės gali pateikti degalų dideliems rentgeno spinduliams. O supermasyviose juodosiose skylėse yra sudeginamieji diskai, kurie išskiria tiek energijos, kad astronomai gali jas aptikti ir net nufotografuoti.
Bet IBH, esančius tarp dviejų kitų tipų, yra kur kas sunkiau aptikti. Kosmose yra keletas objektų, kurie, kaip spėja astronomai, gali būti IBH, tačiau šie rezultatai nėra tikri. Bet ankstesni tyrimai, įskaitant 2017 m. Straipsnį žurnale „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“, kurio bendraautorius yra Portegies Zwart, rodo, kad milijonai jų galėtų būti paslėpti.
Tsuna ir Kawanaka rašė, kad geriausia tikimybė IBH radijo bangų tyrimams yra kvadratinio kilometro masyvo (SKA), kelių dalių radijo teleskopo, kuris bus pastatytas su sekcijomis Pietų Afrikoje ir Australijoje, naudojimas. Suprantama, kad bendras radijo bangų surinkimo plotas yra 1 kvadratinis kilometras (0,39 kvadratinės mylios). Tyrėjai apskaičiavo, kad mažiausiai 30 IBH skleidžia radijo bangas, kurias SKA galės aptikti per pirmąjį koncepcijos įrodymo etapą, kuris numatytas 2020 m. 2020 m. vidurys) turėtų būti įmanoma aptikti iki 700.
Jie rašė, kad ne tik SKA turėtų sugebėti pastebėti radijo bangas iš šių IBH, bet ir tiksliai įvertinti atstumą iki daugelio jų. Kai ateis laikas, pagaliau visos šios trūkstamos juodosios skylės turėtų pradėti slėptis.
