(noLimit46/iStock) Astronomen haben ungewöhnliche Bewegungen von Gaswolken in der Nähe des Zentrums unserer Galaxie entdeckt und könnten den Weg zu der am schwersten fassbaren Spezies weisen schwarzes Loch , so eine neue Studie. Lange Zeit waren wir uns nicht einmal sicher, ob diese Art von Schwarze Löcher existierte.
Forscher, die die Gase in der Mitte der Milchstraße verfolgten, kamen zu dem Schluss, dass die Wolken ein Objekt mit der 10.000-fachen Sonnenmasse umkreisen – und doch, wenn sie sich anschauen, wo dieses Objekt sein sollte, ist nichts da.
Die offensichtlichste Erklärung ist ein ruhendes Schwarzes Loch, das sich nicht aktiv ernährt und daher keine nachweisbare Strahlung aussendet.
Den Forschern zufolge handelt es sich um den fünften Kandidaten dieser Art im galaktischen Zentrum, was den Beweis dafür liefert, dass es nicht nur schwarze Löcher mittlerer Masse gibt, sondern dass sie auch im Herzen der Milchstraße häufig vorkommen.
Schwarze Löcher mittlerer Masse sind genau das, wonach sie klingen. Wir wissen Schwarze Löcher mit Sternmasse , bis zu 100-fache Sonnenmasse, existieren. Das größte Schwarze Loch, das wir in diesem Massenbereich entdeckt haben, hat 62 Sonnenmassen und ist durch die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher in diesem Bereich entstanden Gravitationswelle Ereignis GW150914 .
Wir wissen es auch Es gibt supermassereiche Schwarze Löcher , wie diejenigen, die Galaxien antreiben. Sie beginnen bei etwa 100.000 Sonnenmassen, aber sie können werden fast unfassbar massiv , mit Mitteln, die wir noch entdecken müssen.
Die dazwischen liegende Klasse – zwischen 1.000 und 100.000 Sonnenmassen – wird als Schwarze Löcher mittlerer Masse bezeichnet. Sie sind außerordentlich schwer fassbar geblieben. Dies wirft Fragen auf wie: „Existieren sie?“ und „Wenn sie nicht existieren, warum?“ und „Wenn sie existieren, warum können wir sie dann nicht finden?“
Weil Schwarze Löcher keine emittieren nachweisbare Strahlung Wissenschaftler müssen bei ihrer Suche kreativ werden. Anstatt nach den Schwarzen Löchern zu suchen, suchen sie nach den Auswirkungen, die Schwarze Löcher auf andere Objekte im nahegelegenen Weltraum haben würden.
Der Astrophysiker Shunya Takekawa vom Nationalen Astronomischen Observatorium Japans und seine Kollegen haben die Bewegung der Hochgeschwindigkeitsgaswolken im Zentrum der Milchstraße untersucht, um bei der Beantwortung dieser Fragen zu helfen.
Ihr Beitrag wurde angenommen von Das Astrophysikalische Journal und ist auf dem Preprint-Server verfügbar arXiv .
Zuvor nutzten sie die Gas-Tracking-Methode, um einen Kandidaten für ein Schwarzes Loch mittlerer Masse zu identifizieren mit rund 32.000 Sonnenmassen , was einen Ereignishorizont erzeugen würde – den kugelförmigen Raumbereich um ein Schwarzes Loch, an dem Licht nicht entkommen kann – ungefähr so groß wie Jupiter .
Jetzt haben sie es auf eine Hochgeschwindigkeitsgaswolke namens HCN-0,085-0,094 angewendet. Es besteht hauptsächlich aus drei kleineren Büscheln; Einer dieser Klumpen scheint um ein Schwarzes Loch zu wirbeln, ohne von diesem angesammelt zu werden.
„Einer der drei Klumpen hat eine ringartige Struktur mit einem sehr steilen Geschwindigkeitsgradienten“, schrieben die Forscher in ihrer Arbeit .
„Diese kinematische Struktur deutet auf eine Umlaufbahn um ein punktförmiges Objekt mit einer Masse von ∼10 hin.“ 4 Sonnenmassen. „Das Fehlen stellarer Gegenstücke deutet darauf hin, dass es sich bei dem punktförmigen Objekt möglicherweise um ein ruhendes Schwarzes Loch handelt.“
Zum Vergleich: Bei diesem Massenbereich wäre der Ereignishorizont des Schwarzen Lochs etwas größer als der von Uranus oder Neptun.
Klumpen aus Gas und Staub, die sich seltsam verhalten, sind nicht die einzige Möglichkeit, Schwarze Löcher mittlerer Masse zu finden.
Unter anderen möglichen Beobachtungen befindet sich ein Stern, der dabei beobachtet wurde, wie er sich mit unglaublicher Geschwindigkeit vom Zentrum der Milchstraße auf einer Flugbahn in den intergalaktischen Raum bewegt. Die Analyse hat gezeigt dass ein Schwarzes Loch mittlerer Masse diesem Stern am ehesten die Kraft gegeben hat, die er brauchte, um diese Geschwindigkeit zu erreichen.
Es gab auch einen enormen Anstieg der Strahlung mehrerer Wellenlängen, der im Jahr 2003 begann und im Laufe eines Jahrzehnts allmählich nachließ. Der Die Verteilung der Photonen deutete darauf hin, dass es sich um ein Schwarzes Loch mittlerer Masse handelte , ein paar Zehntausend Sonnenmassen.
Neu veröffentlichte Analyse der Folgebeobachtungen unterstützt dies und ist damit einer der bisher besten Kandidaten, aber er ist 740 Millionen Lichtjahre entfernt. Das galaktische Zentrum liegt viel näher, was bedeutet, dass wir, wenn wir dort schwarze Löcher mittlerer Masse finden, möglicherweise einfacher zu untersuchen sind.
Das könnte uns dabei helfen, Fragen zu beantworten wie: Wie entstehen sie? Und wie entstehen supermassereiche Schwarze Löcher? Eine Volkszählung könnte uns helfen zu verstehen, wie häufig oder selten Schwarze Löcher mittlerer Masse sind und wie sie über Galaxien verteilt sind.
Bisher deuten die Forschungsergebnisse darauf hin, dass die Betrachtung von wirbelndem Gas im Herzen der Milchstraße eine zuverlässige Methode zur Suche nach Kandidaten für Schwarze Löcher mittlerer Masse ist; aber einen davon müssen wir noch mit Sicherheit bestätigen. Beobachten Sie diesen Bereich.
Die Forschung wurde angenommen von Das Astrophysikalische Journal , und ist verfügbar unter arXiv .