数以百万的黑洞隐藏在我们的银河系中天文学家计划如何找到它们?

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是时候找到所有缺失的黑洞了。

这是日本天体物理学家提出的一个论点,他写了一篇论文,展示了对可能存在于我们银河系中的数百万个“孤立黑洞”(IBH)的新搜索。这些黑洞在黑暗中消失,从星际介质中啜饮物质 - 尘埃和其他漂浮在恒星之间的物质。但是这个过程效率低下,很多东西都被高速驱逐到太空。研究人员写道,由于污水与周围环境相互作用,它应产生人体射电望远镜可以探测到的无线电波。如果天文学家能够从星系其余部分的所有噪声中筛选出这些波,他们就能找到这些看不见的黑洞。

研究人员在他们的论文中写道,“观察IBH的一种天真的方式是通过他们的X射线。”该论文尚未经过正式的同行评审,并于7月1日作为arXiv的预印本提供。

这是为什么?由于黑洞从空间吸收物质,其边缘的材料加速并形成所谓的吸积盘。当磁盘旋转到事件视界时,磁盘中的材料会自行摩擦 - 黑洞不会返回 - 在此过程中会发出X射线。然而,小于超大质量黑洞的孤立黑洞不会以这种方式发射大量的X射线。他们的吸积盘中没有足够的材料或能量来创建大型X射线签名。过去,使用X射线搜索IBH未能产生确凿的结果。

研究人员,东京大学的Daiichi Tsuna和京都大学的Norita Kawanaka在他们的论文中写道:“这些流出物可能使IBH在其他波长上可检测到。” “污水可以与周围的物质相互作用,界面产生强烈的无碰撞冲击,放大磁场,加速发射无线电波同步辐射的电子。”

换句话说,通过星际介质的流出应该使电子以产生无线电波的速率移动。

“有趣的论文,”荷兰莱顿大学的天体物理学家Simon Portegies Zwart说,他没有参加Tsuna和Kawanaka的研究。 Portegies Zwart还研究了IBHs的问题,也称为中质量黑洞(IMBHs)。

“这将是寻找IMBH的好方法,”Portegies Zwart告诉Live Science。 “我认为使用LOFAR [荷兰的低频阵列],本研究应该是可能的,但敏感性可能会导致问题。”

Zert解释说,IBH被认为是天文学家可以发现的两个黑洞之间的“缺失环节”:恒星质量黑洞可能是我们太阳的100倍,超大质量黑洞,生活在星系中的巨型动物核心是数百个成千上万次我们的太阳。

偶尔,恒星质量黑洞可以在具有规则恒星的二元系统中被探测到,因为二元系统可以产生引力波,并且伴星可以为大的X射线爆发提供燃料。超大质量黑洞的吸积盘发出巨大的能量,天文学家可以探测甚至射击它们。

然而,在这两种其他类型之间的中间,IBH更难以找到。天文学家怀疑太空中的一些物体可能是IBH,但这些结果是不确定的。但是过去的研究,包括2017年“皇家天文学会杂志2017年公报”,这本Portegies Zwat共同撰写,表明数百万人可以藏在那里。

Tsuna和Kawanaka写道,IBH无线电测量的最佳前景可能涉及使用Square Kilometer Array(SKA),这是一种将在南非和澳大利亚建造的多部分射电望远镜。其无线电波总收集面积为1平方公里(0.39平方英里)。研究人员估计,至少有30个IBH发射无线电波,SKA将在其第一个概念验证阶段(计划于2020年)发现这些无线电波。他们写了一份完整的SKA(计划在20世纪20年代中期),应能够检测到多达700个。

他们写道,SKA不仅应该能够发现来自这些IBC的无线电波,还应该能够准确地估计到其中许多IBC的距离。那时,所有这些缺失的黑洞应该开始隐藏起来。

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