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如何寻找宇宙中的孤立黑洞?

时间:2023-08-11 02:11 来源:网络 作者: 菜叶

【帆叶网探索分享】

是时候找到所有失踪的黑洞了。

如何寻找宇宙中的孤立黑洞?

这是一对日本天体物理学家提出的观点,他们写了一篇论文,提议对银河系中可能存在的数百万个“孤立黑洞”(IBH)进行新的探索。这些在黑暗中消失的黑洞从星际介质中吸收漂浮在恒星之间的尘埃和其他物质。然而,这种吸收过程的效率非常低,大量的物质将被高速排放到太空中。研究人员写道,当流出物与周围环境相互作用时,应该会产生可以被人类射电望远镜探测到的无线电波。如果天文学家能将这些波与银河系中的其他噪声波分开,他们可能会发现这些看不见的黑洞。

如何寻找宇宙中的孤立黑洞?

插图:宇宙中的黑洞。来源:维基。

"观察IBH的一个简单方法是通过它们发出的X射线."研究者在他们的论文中写道。然而,2019年7月1日在arXiv上发表的预印论文尚未经过正式的同行评审。

插图:吸积盘。资料来源:美国航天局。

东京大学的研究人员冈村和京都大学的川端康成在他们的论文中写道:“这些外流可能使IBH在其他波长被探测到。”。外流将与周围的材料相互作用,并在连接处产生强烈的无碰撞冲击。这些碰撞放大了磁场并加速了电子,电子在无线电波长度上发射同步辐射。"

插图:低频阵列。来源:维基。

波特吉斯·兹瓦特解释说,IBH被认为是天文学家可以探测到的两种黑洞之间的“缺失环节”:恒星质量的黑洞可能是太阳的两倍到100倍;超大质量黑洞存在于星系中心,可以达到太阳大小的几十万倍。

恒星质量黑洞偶尔可以在包含常规恒星的双星系统中被探测到,因为双星系统可以产生引力波,伴星可以为大规模X射线爆发提供燃料。另一方面,超大质量黑洞有吸积盘,放出天文学家可以直接探测和拍摄的大量能量。

如何寻找宇宙中的孤立黑洞?

插图:射电望远镜。来源:维基。

然而,IBH处于这两种类型的中间更难察觉。天文学家们怀疑在Tai 空中有几个物体可能是IBH,但这些结果并不确定。然而,之前的一系列研究,包括2017年波特格斯·兹瓦特合著的《皇家天文学会月刊》上发表的一篇论文,表明可能有数百万IBH隐藏在太空中。

如何寻找宇宙中的孤立黑洞?

插图:SKA。来源:维基。

大池村和川端康成在他们的论文中写道,研究IBH无线电波的最佳前景可能是使用平方公里阵列(SKA)。这是由南非和澳大利亚建造的多部分射电望远镜。它预计有一平方公里(0.39平方英里)的无线电波收集区。研究人员预计,在计划于2020年进行的第一个概念验证阶段,斯卡公司将能够探测到至少30个IBH发射的无线电波。他们写道,计划在20世纪20年代完成的完整的SKA将能够探测到多达700个IBH。

他们在论文中说,斯卡不仅能够观测到IBH发射的无线电波,还能准确估计许多IBH的距离。当这发生时,所有隐藏的黑洞将开始进入我们的视野。

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