Пора знайти всі відсутні чорні діри.
Ось такий аргумент висунула пара японських астрофізиків, яка написала документ, пропонуючи новий пошук мільйонів "ізольованих чорних дір" (IBH), які, ймовірно, заселяють нашу галактику. Ці чорні діри, загублені в темряві, ковтають речовини з міжзоряного середовища - пил та інші речі, що пливуть між зірками. Але цей процес неефективний, і велика частина справи викидається в космос з великою швидкістю. Оскільки цей відтік взаємодіє з навколишнім середовищем, писали дослідники, він повинен створювати радіохвилі, які людські радіотелескопи можуть виявити. І якщо астрономи зможуть витіснити ці хвилі з усього шуму, що знаходиться в решті галактики, вони можуть виявити ці невидимі чорні діри.
"Наївний спосіб спостереження за ІХС - це через їх рентгенівське випромінювання", - написали дослідники у своїй роботі, яка ще не була офіційно перевірена, і яку вони зробили доступною 1 липня в якості попереднього друку на arXiv.
Чому так? Оскільки чорні діри висмоктують речовину з космосу, ця речовина на її межі прискорюється і утворює те, що відомо як диск для нарощування. Справа в цьому диску натирається на себе, коли він крутиться до горизонту події - точки чорної діри, яка не повертається, - плюючи рентгенівські промені. Але поодинокі чорні діри, малі порівняно із надмасивними чорними дірами, не випромінюють великої кількості рентгенівських променів таким чином. У їхніх накопичувальних дисках просто не вистачає речовини або енергії для створення великих рентгенівських підписів. А минулі пошуки ІХС за допомогою рентгенівських променів не дали результатів.
"Ці відтоки можуть, можливо, зробити виявлення IBH в інших довжинах хвиль", - написали в своїй роботі дослідники Даїчі Цуна з Токіоського університету та Норіта Каванака з Кіотського університету. "Витоки можуть взаємодіяти з навколишньою речовиною і створювати сильні удари без зіткнення на інтерфейсі. Ці поштовхи можуть посилювати магнітні поля та прискорювати електрони, і ці електрони випромінюють синхротронне випромінювання на довжині радіохвилі".
Іншими словами, відплив, що ковзає через міжзоряне середовище, повинен отримувати електрони, що рухаються зі швидкістю, що виробляє радіохвилі.
"Цікава папір", - сказав Саймон Портегіс Зварт, астрофізик Лейденського університету в Нідерландах, який не був причетний до досліджень Цуни та Каванаки. Портегії Зварт також вивчав питання про IBH, також відомі як чорні діри середньої маси (IMBH).
"Це був би чудовий спосіб знайти ІМБХ", - сказав Портегій Зварт Live Science. "Я думаю, що з LOFAR таке дослідження повинно бути вже можливим, але чутливість може створити проблему".
IBH, пояснив Портегій Зварт, розглядаються як "відсутня ланка" між двома типами чорних дір, що астрономи можуть виявити: чорні діри зоряної маси, які можуть бути в два рази, можливо, в 100 разів більшими від нашого сонця, і надмасивні чорні діри, гаргантські звірі, які живуть біля ядер галактик і в сотні тисяч разів перевищують наше сонце.
Чорні діри зоряної маси час від часу виявляються у двійкових системах із регулярними зірками, оскільки бінарні системи можуть виробляти гравітаційні хвилі, а супутні зірки можуть забезпечувати пальне для великих рентгенівських вибухів. А надмасивні чорні діри мають накопичувальні диски, які виділяють стільки енергії, що астрономи можуть їх виявити і навіть сфотографувати.
Але IBH, середній діапазон між цими двома іншими типами, виявити набагато складніше. У космосі є кілька об'єктів, які астрономи підозрюють, що це можуть бути IBH, але ці результати є невизначеними. Але минулі дослідження, включаючи статтю за 2017 рік у журналі "Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства", співавтором якого є Portegies Zwart, припускають, що мільйони з них могли ховатися там.
Цуна та Каванака писали, що найкраща перспектива для радіообстеження МБЖ, ймовірно, передбачає використання квадратного кілометрового масиву (СКА), багаточастинного радіотелескопа, який повинен бути побудований із секціями у Південній Африці та Австралії. Загальна площа збору радіохвиль - 1 квадратний кілометр (0,39 квадратних миль). За підрахунками дослідників, щонайменше 30 IBH випромінюють радіохвилі, які SKA зможе виявити під час своєї першої фази доказування, яка запланована на 2020 рік. По дорозі, написали вони, повний СКА (запланований на середина 2020-х) повинні мати можливість виявити до 700.
Вони не тільки мали змогу помітити радіохвилі від цих IBH, вони також мали змогу точно оцінити відстань до багатьох із них. Коли цей час настає, нарешті, всі ці пропалі чорні діри повинні почати виходити з прихованих.
