Ir pienācis laiks atrast visus trūkstošos melnos caurumus.
Tas ir arguments, kuru izvirzīja japāņu astrofiziķu pāris, kurš uzrakstīja darbu, kurā ierosināja meklēt jaunus miljonus "izolētu melno caurumu" (IBH), kas, iespējams, apdzīvo mūsu galaktiku. Šie melnie caurumi, kas ir pazaudēti tumsā, izsūc vielu no starpzvaigžņu vides - putekļus un citas lietas, kas peld starp zvaigznēm. Bet šis process ir neefektīvs, un liela daļa lietu lielā ātrumā tiek izraidīta kosmosā. Tā kā šī izplūde mijiedarbojas ar apkārtējo vidi, rakstīja pētnieki, tai vajadzētu radīt radioviļņus, kurus cilvēka radioteleskopi var noteikt. Un, ja astronomi var novirzīt šos viļņus no visa trokšņa, kas atrodas pārējā galaktikā, viņi varētu pamanīt šos neredzētos melnos caurumus.
"Naivs veids, kā novērot IBH, ir to rentgenstaru izstarošana," pētnieki rakstīja savā dokumentā, kurš vēl nav oficiāli salīdzinoši pārskatīts un kuru viņi 1. jūlijā darīja pieejamu kā priekšspiedumu arXiv.
Kāpēc ir tā, ka? Kad melnie caurumi izsūc lietu no kosmosa, šī viela tās malās paātrinās un veido tā saukto akrācijas disku. Viela tajā diskā berzē pret sevi, jo tas griežas pret notikuma horizontu - melnā cauruma punktu, kurā nav atgriešanās - procesa laikā izspļaujot rentgena starus. Bet izolētie melnie caurumi, kas ir mazi salīdzinājumā ar supermasīvajiem melnajiem caurumiem, šādā veidā neizstaro lielu daudzumu rentgena staru. Viņu diskos vienkārši nav pietiekami daudz vielas vai enerģijas, lai izveidotu lielus rentgenstaru parakstus. Un iepriekšējie IBH meklējumi, izmantojot rentgena starus, nav devuši pārliecinošus rezultātus.
"Šīs izplūdes, iespējams, var padarīt IBH detektējamus citos viļņu garumos," savos pētījumos rakstījuši pētnieki, Daichi Tsuna no Tokijas universitātes un Norita Kawanaka no Kioto universitātes. "Izejas var mijiedarboties ar apkārtējo vielu un saskarnē radīt spēcīgus sadursmju triecienus. Šie triecieni var pastiprināt magnētiskos laukus un paātrināt elektronus, un šie elektroni izstaro sinhrotrona starojumu radio viļņa garumā."
Citiem vārdiem sakot, izejai, kas slīd cauri starpzvaigžņu videi, vajadzētu iegūt elektronus, kas pārvietojas ar ātrumu, kas rada radioviļņus.
"Interesants raksts," sacīja Simons Portegijs Zverts, Nīderlandes Leidenes universitātes astrofiziķis, kurš nebija iesaistīts Tsuna un Kawanaka pētījumos. Portegies Zwart ir izpētījis arī IBH jautājumu, kas pazīstami arī kā vidējas masas melnie caurumi (IMBH).
"Tas būtu lielisks veids, kā atrast IMBH," Portegies Zwart stāstīja Live Science. "Es domāju, ka ar LOFAR šādiem pētījumiem jau vajadzētu būt iespējamiem, taču jutīgums var radīt problēmas."
IBH, skaidroja Portegies Zwart, tiek uzskatīts par "trūkstošu saikni" starp divu veidu melnajiem caurumiem, ko astronomi var atklāt: zvaigžņu masas melnos caurumus, kas var būt no diviem līdz, iespējams, 100 reizes lielāki par mūsu sauli, un supermasīvajiem melnajiem caurumiem, rupji zvēri, kas dzīvo galaktiku kodolos un ir simtiem tūkstošu reižu lielāki par mūsu sauli.
Binārās sistēmās ar regulārām zvaigznēm laiku pa laikam var atklāt zvaigžņu masas melnos caurumus, jo binārās sistēmas var radīt gravitācijas viļņus, un zvaigznes zvaigznītes var nodrošināt degvielu lieliem rentgena pārrāvumiem. Un supermasīvajiem melnajiem caurumiem ir uzlējuma diski, kas izstaro tik daudz enerģijas, ka astronomi tos var atklāt un pat nofotografēt.
Bet IBH, kas atrodas vidējā diapazonā starp šiem diviem citiem veidiem, ir daudz grūtāk atklāt. Kosmosā ir nedaudz objektu, par kuriem astronomiem ir aizdomas, ka tie varētu būt IBH, taču šie rezultāti ir neskaidri. Bet iepriekšējie pētījumi, tostarp 2017. gada raksts žurnālā Mēneša paziņojumi par Karalisko astronomisko biedrību, kura līdzautors ir Portegies Zwart, liek domāt, ka miljoniem no viņiem varētu tur slēpties.
Tsuna un Kawanaka rakstīja, ka vislabākās izredzes uz IBH radio apsekošanu, iespējams, ir, izmantojot kvadrātkilometru masīvu (SKA), daudzdaļīgu radioteleskopu, kuru paredzēts būvēt ar sekcijām Dienvidāfrikā un Austrālijā. Plānots, ka kopējais radioviļņu savākšanas laukums ir 1 kvadrātkilometrs (0,39 kvadrātjūdzes). Pētnieki lēš, ka vismaz 30 IBH izstaro radioviļņus, kurus SKA spēs atklāt pirmajā, koncepcijas pierādīšanas fāzē, kas paredzēta 2020. gadā. Pēc viņu rakstītā ceļa, pilnīga SKA (paredzēta 2020. gadu vidus) jāspēj atklāt līdz 700.
SKA ne tikai spēja pamanīt radioviļņus no šiem IBH, viņi arī rakstīja, bet arī jāspēj precīzi noteikt attālumu līdz daudziem no tiem. Kad pienāks laiks, beidzot visiem šiem pazudušajiem melnajiem caurumiem vajadzētu sākt parādīties slēpjoties.
