Величезна кількість шахрайських надмасивних чорних дір блукає Всесвітом

Враження художника надмасивною чорною дірою. (Naeblys/iStock/Getty Images Plus)

Надмасивний чорні діри як правило, сидять, більш-менш нерухомо, в центрах галактик. Але не всі ці дивовижні космічні об’єкти залишаються на місці; деякі можуть бути збиті навскоси, хитаючись навколо галактик, як космічні кочівники.

Ми називаємо такі чорні діри «мандрівниками», і вони здебільшого теоретичні, оскільки вони складні ( але не неможливо ) спостерігати, а отже, кількісно визначити. Але новий набір симуляцій дозволив групі вчених визначити, скільки мандрівників має бути та місцезнаходження, що, у свою чергу, може допомогти нам ідентифікувати їх у Всесвіті.

Це може мати важливі наслідки для нашого розуміння того, як надмасивні чорні діри — монстри, маса яких у мільйони чи мільярди разів перевищує масу нашого Сонця, — утворюються та ростуть, процес, оповитий таємницею.



Космологи вважають, що надмасивні чорні діри (SMBHs) знаходяться в ядрах усіх - або принаймні більшості - галактик у Всесвіті. Маси цих об'єктів зазвичай дорівнюють приблизно пропорційно до маси центрального галактичного балджа навколо них, що свідчить про еволюцію Чорна діра і його галактика якимось чином пов’язані.

Але шляхи утворення надмасивних чорних дір неясні. Ми знаємо, що чорні діри зоряної маси утворюються в результаті колапсу ядра масивних зірок, але цей механізм не працює для чорних дір приблизно У 55 разів більше маси Сонця .

Астрономи вважають, що SMBH ростуть за рахунок акреції зірок, газу та пилу та злиття з іншими чорними дірами (дуже масивними в ядрах інших галактик, коли ці галактики стикаються).

Але космологічні шкали часу дуже відрізняються від наших людських шкал часу, і процес зіткнення двох галактик може тривати дуже довго. Це робить потенційне вікно для зриву злиття досить великим, і процес може бути відкладено або навіть повністю запобігти, що призведе до появи цих «блукаючих» чорних дір.

Команда астрономів під керівництвом Анджело Рікарте з Гарвардського та Смітсонівського центру астрофізики використала космологічне моделювання Ромула, щоб оцінити, як часто це мало відбуватися в минулому, і скільки чорних дір все ще блукає сьогодні.

Ці симуляції самоузгоджено відстежують орбітальну еволюцію пар надмасивних чорних дір, що означає, що вони здатні передбачити, які чорні діри, ймовірно, досягнуть центру свого нового галактичного дому, а також скільки часу має тривати цей процес. скільки ніколи туди не потрапляє.

«Ромул передбачає, що багато надмасивних подвійних чорних дір утворюються після кількох мільярдів років орбітальної еволюції, тоді як деякі SMBH ніколи не досягнуть центру», – написали дослідники у своїй статті .

«В результаті виявлено, що галактики маси Чумацького Шляху в Ромулу містять в середньому 12 надмасивних чорних дір, які зазвичай блукають в гало далеко від центру галактики».

У ранньому Всесвіті, приблизно через 2 мільярди років після великий вибух Команда виявила, що мандрівники за чисельністю і перевершують надмасивні чорні діри в ядрах галактик. Це означає, що вони вироблятимуть більшу частину світла, яке ми очікуємо побачити від матеріалу навколо активних SMBH, яскраво світячи, коли він обертається по орбіті та накопичується на чорній дірі.

Вони залишаються близькими до своєї початкової маси, тобто маси, при якій вони утворилися, і, ймовірно, походять із менших супутникових галактик, які обертаються навколо великих.

І деякі мандрівники все ще повинні бути тут, згідно з симуляціями. У локальному Всесвіті насправді їх має бути досить багато.

«Ми виявили, що кількість блукаючих чорних дір масштабується приблизно лінійно з масою гало, так що ми очікуємо тисячі блукаючих чорних дір в гало скупчень галактик», – написали дослідники .

«Локально на ці мандрівники припадає близько 10 відсотків місцевого бюджету маси чорної діри, якщо врахувати масу насіння».

Ці чорні діри не обов’язково можуть бути активними, і тому їх буде дуже важко помітити. У майбутній статті команда детально дослідить можливі способи спостереження за цими заблукалими мандрівниками.

Тоді все, що нам потрібно зробити, це знайти втрачене зоряно-масовий і проміжно-масовий чорні діри…

Дослідження опубліковано в Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства .

Про Нас

Публікація Незалежних, Перевірених Фактів Звітів Про Здоров'Я, Космос, Природу, Технології Та Навколишнє Середовище.