Rogue 'Missing Link' Čierne diery by sa mohli zväčšovať po celom vesmíre, keď hovoríme

Umelcov dojem strednej čiernej diery pred hviezdokopou. (CfA/M. Weiss)

V celom vesmíre existuje množstvo príkladov galaxií, ktoré sa spájajú v kolosálnych zlúčeninách, miliardovom procese, ktorý rozmazáva hviezdy a plyn po okolitom priestore. Z veľkej časti vieme, ako to dopadne - ale nevieme, čo sa stane so supermasívom čierne diery v ich galaktických centrách.

Astronómovia si myslia, že tieto dve galaktické jadrá by sa mohli spojiť do jedného väčšieho čierna diera , odosielanie obrovské gravitačné vlny vlniace sa naprieč časopriestorom. Ale ak je v galaktickom zlúčení nejaká asymetria, novovytvorenú čiernu dieru možno vymrštiť z galaxie a poslať ju priblížiť cez vesmír spätný ráz gravitačnej vlny , pričom so sebou berie roj hviezd.

Takéto utečené objekty, teoretizované v neskorých noughties, sa nazývajú hyperkompaktné hviezdne systémy (HCSSs) - supermasívna čierna diera s tesným zhlukom gravitačne viazaných hviezd, lietajúcich preč do kozmu.



Existencia HCSS by bola celkom presvedčivým dôkazom gravitačná vlna spätný ráz. Je tu len jeden veľký starý problém: zatiaľ sme žiadny presvedčivo nenašli.

Ale to, čo sa deje vo väčšom meradle, by sa malo vyskytnúť aj v menšom meradle. Vieme, že čierne diery s hmotnosťou hviezd sa môžu zlúčiť - vďaka interferometrom gravitačných vĺn sme to zistili nemálo zlúčenie čiernych dier rozliehajúce sa po celom vesmíre.

Keď bola Mliečna dráha oveľa mladšia a jej centrálna čierna diera bola možno oveľa menšia, asplynutie s trpasličou galaxiouktorá tiež obsahovala menšiu centrálnu čiernu dieru, mohla viesť k jednej z týchto menších fúzií.

To by vytvorilo čiernu dieru medzi triedami hviezdnej hmotnosti a superhmotnosti - čiernu dieru strednej hmotnosti s hmotnosťou 100 až 10 000-násobku hmotnosti Slnka so skupinou hviezd: v podstate malý HCSS.

Simulácie predpovedajú, že v halo galaxie, akou je Mliečna dráha, by malo byť niekoľko stoviek nečestných čiernych dier.

Čo priviedlo astronómov z SRON Netherlands Institute for Space Research a Radboud University v Holandsku k myšlienke, že HCSS už mohli byť zachytené predchádzajúcimi prieskumami, ako sú Gaia a Sloan Digital Sky Survey, a skrývajú sa niekde v údajoch.

Ale keď tím išiel zistiť viac, uvedomili si, že v skutočnosti nikto neurobil žiadne podrobné predpovede o tom, ako by tieto hyperkompaktné hviezdokopy mali vyzerať. Takže aj keď boli v údajoch, neexistoval žiadny súbor nástrojov, pomocou ktorých by sa dali identifikovať.

(Lena a kol., MNRAS, 2020)

V novom dokumente tím simuloval tieto zhluky a vytvoril podrobné predpovede ich farieb, vzhľadu a spektier. A urobili to ešte o krok ďalej a prispôsobili tieto výsledky tak, aby ukázali, ako by sa zhluky objavovali v údajoch deviatich samostatných prebiehajúcich prieskumov, ako aj ako by sa javili na dvojrozmernej snímke teleskopu.

Zatiaľ neidentifikovali jeden z týchto zhlukov; to je ďalší krok v ich výskume. Zverejnili však výsledky svojich simulácií, čo znamená, že aj ostatní astronómovia môžu teraz ísť hľadať.

Ak ich nájdu, bude to veľký problém, a to nielen kvôli spätnému rázu gravitačných vĺn. Dôkazy o čiernych dierach so strednou hmotnosťou sú na zemi dosť tenké – považujú sa za „chýbajúci článok“ čiernej diery, pretože, dobre, mali sme problém nejaké odhaliť. Niektorých už bolocelkom zaujímavé zisteniaktoré veľmi silne naznačujú ich existenciu, ale nič presvedčivé.

'O existencii stredne masových čiernych dier sa diskutuje,' povedal astronóm Davide Lena holandského inštitútu SRON pre výskum vesmíru.

„Ak skutočne nájdeme hyperkompaktné hviezdokopy, súčasne ukážeme existenciu stredne veľkých čiernych dier. Potom to môžeme potvrdiť meraním hmotnosti čiernych dier prostredníctvom spektroskopických pozorovaní hyperkompaktnej hviezdokopy.“

Tiež nevieme, či supermasívne čierne diery - tie, ktoré majú milióny až miliardy krát hmotnosť Slnka a tvoria jadrá zrelých galaxií - môže zlúčiť vôbec. Výpočty naznačujú, že v čase, keď sú dve obiehajúce supermasívne čierne diery od seba vzdialené jeden parsek (3,2 svetelných rokov), ich orbitálna energia ich udržiava na stabilnej obežnej dráhe okolo seba po dobu miliárd rokov.

Vieme však, že čierne diery s hmotnosťou hviezd (5 až 100-násobok hmotnosti Slnka) sa môžu zlúčiť. Ak sa podarí identifikovať HCSS v galaktickom halo, ukáže to, že sa môžu zlúčiť aj stredne hmotné čierne diery. Na druhej strane to silne naznačuje, že sa môžu zlúčiť aj masívnejšie čierne diery.

Takže, ak ich nájdeme, tieto nepolapiteľné gule hviezd by mohli byť kľúčom k vyriešeniu niekoľkých vesmírnych záhad. Už sa nevieme dočkať.

Výskum bol publikovaný v Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.