Ang isang malaking bilang ng mga supermassive itim na butas gumala sa sansinukob

Ang isang malaking bilang ng mga supermassive itim na butas gumala sa sansinukob
Ang isang malaking bilang ng mga supermassive itim na butas gumala sa sansinukob
Anonim

Ang mga supermassive black hole ay karaniwang matatagpuan higit pa o mas mababa nakatigil sa mga sentro ng mga kalawakan. Ngunit hindi lahat ng mga kamangha-manghang mga bagay sa kalawakan na ito ay mananatili sa lugar; ang ilan sa kanila ay lumilipad sa mga kalawakan tulad ng mga manlalakbay sa kalawakan.

Tinatawag namin ang mga naturang itim na butas na "wanderers," at higit sa lahat sila ay teoretikal dahil mahirap (ngunit hindi imposible) na obserbahan at samakatuwid ay magbilang. Ngunit ang isang bagong hanay ng mga simulation ay pinapayagan ang isang pangkat ng mga siyentista na alamin kung gaano karaming mga gala ang dapat, at kung nasaan sila - na kung saan, maaaring makatulong sa amin na makita ang mga ito sa uniberso.

Maaari itong magkaroon ng mahahalagang implikasyon para sa aming pag-unawa sa kung paano bumubuo at lumalaki ang supermassive black hole - milyon-milyong mga bilyong beses ang halimaw na masa ng ating Araw - isang proseso na nababalot ng misteryo.

Naniniwala ang mga cosmologist na ang supermassive black hole (SMBHs) ay matatagpuan sa mga core ng lahat - o kahit papaano - mga galaxy sa uniberso. Ang masa ng mga bagay na ito ay karaniwang bahagyang proporsyonal sa masa ng gitnang galactic umbok sa paligid ng mga ito, na nagpapahiwatig na ang ebolusyon ng itim na butas at ang kalawakan nito ay may kaugnayan sa anumang paraan.

Gayunpaman, ang mga landas para sa pagbuo ng supermassive black hole ay hindi malinaw. Alam namin na ang mga bituin na itim na butas ng bituin ay nabuo sa pamamagitan ng pagbagsak ng core ng napakalaking mga bituin, ngunit ang mekanismong ito ay hindi gumagana para sa mga itim na butas, ang dami nito ay halos 55 beses na masa ng Araw.

Naniniwala ang mga astronomo na ang mga SMBH ay lumalaki mula sa pag-ipon ng mga bituin, gas at alikabok, at pagsasama sa iba pang mga itim na butas (napakalaki sa mga core ng iba pang mga kalawakan kapag nagsalpukan ang mga kalawakan na ito).

Ngunit ang mga timeline ng cosmological ay ibang-iba sa aming mga timeline ng tao, at maaaring tumagal ng napakahabang oras para mabangga ang dalawang kalawakan. Ginagawa nitong ang potensyal na window para sa pagkagambala sa proseso ng pagsasanib na medyo malaki, at ang proseso ay maaaring maantala o kahit na ganap na mapigilan, na humahantong sa paglitaw ng mga "gala" na ito - mga itim na butas.

Ang isang pangkat ng mga astronomo na pinangunahan ni Angelo Ricarte ng Harvard at Smithsonian Astrophysics Centers ay gumamit ng Romulus cosmological simulation upang tantyahin kung gaano kadalas nangyari ito sa nakaraan at kung gaano karaming mga itim na butas ang gumala ngayon.

Ang mga simulation na ito ay nakapag-iisa na subaybayan ang orbital evolution ng mga pares ng mga supermassive black hole, na nangangahulugang nahulaan nila kung aling mga itim na butas ang malamang na makarating sa gitna ng kanilang bagong tahanan na galactic, kung gaano katagal, at kung ilan sa mga ito ay hindi makakarating doon. …

"Hinulaan ni Romulus na maraming supermassive black hole binars ang mabubuo pagkatapos ng bilyun-milyong taon ng orbital evolution, at ang ilang SMBH ay hindi na makakarating sa gitna," sumulat ang mga mananaliksik sa kanilang papel.

"Bilang isang resulta, lumabas na sa mga kalawakan na may dami ng Milky Way, si Romulus ay may average na 12 supermassive black hole, na karaniwang gumala sa rehiyon ng halo na malayo sa sentro ng galactic."

Sa maagang uniberso, hanggang sa tungkol sa 2 bilyong taon pagkatapos ng Big Bang, natuklasan ng koponan na ang paglibot sa supermassive na itim na mga butas sa mga galactic core ay parehong higit sa marami at eklipse ang mga ito. Nangangahulugan ito na gumagawa sila ng halos lahat ng ilaw na inaasahan naming makita mula sa materyal sa paligid ng mga aktibong supermassive black hole, kumikinang nang maliwanag habang umiikot ito at dumadaloy patungo sa itim na butas.

Nananatili silang malapit sa kanilang paunang misa - iyon ay, ang masa kung saan sila nabuo - at malamang na nagmula sa maliliit na mga galaxy ng satellite na umikot sa mga mas malalaking kalawakan.

At ang ilang mga gala, ayon sa pagmomodelo, ay dapat na mayroon ngayon. Dapat mayroong marami sa kanila sa lokal na Uniberso.

"Nalaman namin na ang bilang ng mga gumagala na itim na butas ay halos linear sa dami ng halo, kaya inaasahan namin ang libu-libong mga libot na itim na butas sa halos ng mga galactic cluster," sumulat ang mga mananaliksik.

"Sa lokal na antas, ang mga libot na butas na ito ay nagkakaloob ng halos 10 porsyento ng lokal na pamamahagi ng mga itim na butas pagkatapos ng pagtutuos sa dami ng mga bituin."

Ang mga itim na butas na ito ay maaaring hindi kinakailangang maging aktibo at samakatuwid napakahirap makita. Sa paparating na trabaho, titingnan nang detalyado ng koponan ang mga posibleng paraan ng pagmamasid sa mga nawawalang gala na ito.

Pagkatapos ay mahahanap lamang natin ang nawala na mga itim na butas na may stellar mass at intermediate mass …

Ang pag-aaral ay na-publish sa Monthly Notices ng Royal Astronomical Society.

Inirerekumendang: