Време е да намерите всички липсващи черни дупки.
Това е аргументът на двама японски астрофизици, които написаха документ, предлагащ ново търсене на милиони „изолирани черни дупки“ (IBH), които вероятно населяват нашата галактика. Тези черни дупки, изгубени в тъмнината, отпиват материя от междузвездната среда - прахът и други неща, плаващи между звезди. Но този процес е неефективен и голяма част от материята се изхвърля в космоса с висока скорост. Тъй като този отток взаимодейства с заобикалящата ги среда, писаха изследователите, той трябва да произвежда радиовълни, които човешките радио телескопи могат да открият. И ако астрономите могат да отсеят тези вълни от целия шум, който е в останалата част на галактиката, те може да успеят да забележат тези невиждани черни дупки.
"Най-наивният начин да се наблюдават IBH е чрез рентгеновото им излъчване", пишат изследователите в своя документ, който все още не е официално проверен и който е предоставен на 1 юли като предпечат на arXiv.
Защо така? Тъй като черните дупки изсмукват материята от космоса, тази материя в краищата й се ускорява и образува онова, което е известно като аккреционен диск. Материята в този диск се търкава върху себе си, докато се върти към хоризонта на събитията - точка на черна дупка без връщане - изплювайки рентгенови лъчи в процеса. Но изолираните черни дупки, които са малки в сравнение със свръхмасивни черни дупки, не излъчват голяма част от рентгеновите лъчи по този начин. Просто няма достатъчно материя или енергия в дисковете им за създаване, за да създадат големи рентгенови подписи. И минали търсения на IBH с помощта на рентгенови лъчи не успяха да дадат категорични резултати.
"Тези изтичания вероятно могат да направят откриване на IBH в други дължини на вълната", пишат изследователите си Даичи Цуна от Университета в Токио и Норита Каванака от Киотоския университет. "Изходящите потоци могат да взаимодействат със заобикалящата материя и да създават силни удари без сблъсък на интерфейса. Тези сътресения могат да усилват магнитните полета и да ускоряват електроните, а тези електрони излъчват синхротронно излъчване по дължината на радиовълната."
С други думи, изходящият поток през междузвездната среда трябва да накара електрони да се движат със скорост, която произвежда радиовълни.
„Интересна книга“, казва Саймън Портеджис Зварт, астрофизик от университета в Лайден в Холандия, който не е участвал в изследванията на Цуна и Каванака. Portegies Zwart също е проучил въпроса за IBH, известен също като черни дупки със средна маса (IMBHs).
„Би било чудесен начин да намерите IMBHs“, казва Portegies Zwart пред Live Science. "Мисля, че с LOFAR подобни изследвания вече трябва да са възможни, но чувствителността може да представлява проблем."
IBH, обясни Portegies Zwart, се смята за "липсваща връзка" между двата вида черни дупки, които астрономите могат да открият: черни дупки със звездна маса, които могат да бъдат две до евентуално 100 пъти по-големи от нашето слънце, и супермасивни черни дупки, гаргантските зверове, които живеят в сърцевините на галактиките и са стотици хиляди пъти по-големи от нашето слънце.
Черните дупки на звездна маса понякога се откриват в двоични системи с редовни звезди, тъй като бинарните системи могат да произвеждат гравитационни вълни, а придружаващите звезди могат да осигурят гориво за големи рентгенови изблици. А свръхмасивните черни дупки имат дискове, които отделят толкова много енергия, че астрономите могат да ги засекат и дори да ги снимат.
Но IBH по средния диапазон между тези два други типа е много по-трудно да се открие. В космоса има няколко предмета, за които астрономите подозират, че може да са IBH, но тези резултати са несигурни. Но минали проучвания, включително хартия за 2017 г. в списанието „Месечни известия на Кралското астрономическо дружество“, в която Portegies Zwart са съавтор, предполагат, че милиони от тях могат да се крият там.
Цуна и Каванака написаха, че най-добрата перспектива за радио проучване на IBH вероятно предполага използването на квадратен километров масив (SKA), многочастичен радио телескоп, който трябва да бъде изграден със секции в Южна Африка и Австралия. Планирано е да има обща площ за събиране на радиовълни от 1 квадратен километър (0,39 квадратни мили). Изследователите изчисляват, че най-малко 30 IBH излъчват радиовълни, които SKA ще може да открие по време на първата си фаза с доказателство за концепцията, която е планирана за 2020 г. По пътя, написаха те, пълният SKA (планиран за средата на 2020 г.) трябва да може да открие до 700.
Те не само трябва да могат да забелязват радиовълни от тези IBH, те също така трябва да могат да прецизно да преценят разстоянието до много от тях. Когато дойде това време, най-накрая всички тези липсващи черни дупки трябва да започнат да излизат от укриване.
