Astrofysikere finder massive sorte huller, der vandrer rundt i dværggalakser

En ny søgning ledet af Montana State University har afsløret mere end et dusin massive sorte huller i dværggalakser, der tidligere blev anset for at være for små til at være vært for dem. og overraskede videnskabsmænd med deres placering i galakserne.

Studiet, ledet af MSU astrofysiker Amy Reines, søgte 111 dværggalakser inden for en milliard lysår fra Jorden ved hjælp af National Science Foundations Karl G. Jansky Very Large Array ved National Radio Astronomy Observatory, to timer uden for Albuquerque på sletterne i New Mexico. Reines identificerede 13 galakser, der "næsten helt sikkert" er vært for massive sorte huller og fandt noget uventet:Størstedelen af ​​de sorte huller var ikke på det sted, hun havde forventet.

"Alle de sorte huller, jeg havde fundet før, var i centrum af galakser, sagde Reines, en adjunkt i Institut for Fysik i College of Letters and Science og en forsker i MSU's eXtreme Gravity Institute. "Disse strejfede rundt i udkanten. Jeg blev blæst bagover, da jeg så dette."

eXtreme Gravity Institute samler fysikere og astronomer for at studere fænomener, hvor tyngdekraften er så stærke, at de slører adskillelsen mellem rum og tid, såsom big bang, neutronstjerner og sorte huller.

Der er to hovedtyper af sorte huller, utroligt tætte områder i rummet med tyngdekraft, der er stærkt nok til at fange lys. Mindre, stjernernes sorte huller dannes, når store stjerner dør og er omkring 10 gange vores sols masse, ifølge Reines. Den anden type, kendt som supermassive eller massive sorte huller, har tendens til at blive fundet i centrum af galakser og kan have masser af millioner eller endda milliarder af vores sols. Forskere ved ikke, hvordan de er skabt.

Mælkevejen, en spiralgalakse bestående af et sted mellem 100 og 400 milliarder stjerner, har et massivt sort hul i midten, Skytten A*. Dværggalakser kan have enhver form, men er meget mindre end Mælkevejen, med op til et par milliarder stjerner.

Reines' resultater bekræfter forudsigelser fra nylige computersimuleringer af Jillian Bellovary, en assisterende professor ved Queensborough Community College i New York og Research Associate ved American Museum of Natural History, som postulerede, at sorte huller ofte kan være off-center i dværggalakser på grund af den måde, galakser interagerer på, når de bevæger sig gennem rummet. Resultaterne kan ændre, hvordan videnskabsmænd leder efter sorte huller i dværggalakser i fremtiden.

"Vi er nødt til at udvide søgninger til at målrette hele galaksen, ikke kun de kerner, hvor vi tidligere forventede, at sorte huller var, " sagde Reines.

Reines' papir, "En ny prøve af (vandrende) massive sorte huller i dværggalakser fra højopløselige radioobservationer, " blev offentliggjort 3. januar i The Astrofysisk tidsskrift , og Reines rapporterede resultaterne på mødet i American Astronomical Society i Honolulu, Hawaii, den 5. januar.

Reines har ledt i himlen efter sorte huller i et årti. Som kandidatstuderende ved University of Virginia, hun fokuserede på stjernedannelse i dværggalakser, men i sin forskning fandt hun noget andet, der fangede hendes interesse:et massivt sort hul "i en lille dværggalakse, hvor det ikke skulle være."

Tredive millioner lysår fra Jorden, dværggalaksen Henize 2-10 blev tidligere anset for at være for lille til at være vært for et massivt sort hul. Konventionel visdom fortalte os, at alle massive galakser med en sfæroidal komponent har et massivt sort hul, Reines forklarede, og det gjorde små dværggalakser ikke. Alligevel fandt Reines en i midten af ​​dværggalaksen. Det var et "eureka" øjeblik, hun sagde. Hendes resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Natur i 2011 og Reines vendte sin forskning til at søge efter andre sorte huller i dværggalakser.

"Da jeg begyndte at lede efter disse ting med vilje, Jeg begyndte at finde en hel flok, " sagde Reines.

Hendes næste søgning i universet skiftede til visuelle data frem for radiosignaler. Den afslørede over 100 mulige sorte huller i den første systematiske søgning af en forældreprøve på mere end 40, 000 dværggalakser. Til hendes seneste søgning, beskrevet i avisen udgivet denne måned, Reines ønskede at gå tilbage og lede efter radiosignaturer i den prøve, som hun sagde ville give hende mulighed for at finde massive sorte huller i stjernedannende dværggalakser. Kun én galakse blev identificeret ved hjælp af begge metoder.

"Der er masser af muligheder for at gøre nye opdagelser, fordi at studere sorte huller i dværggalakser er et nyt felt, " sagde hun. "Folk er bestemt betaget af sorte huller. De er mystiske og fascinerende genstande."

Reines' opdagelser har hældt ny energi ind i søgen efter sorte huller i dværggalakser, åbne op for nye områder inden for astrofysikken, da hun og andre videnskabsmænd forsøger at opdage, hvordan disse massive sorte huller dannes.

"Når nye opdagelser bryder vores nuværende forståelse af, hvordan tingene fungerer, vi finder endnu flere spørgsmål, end vi havde før, sagde Yves Idzerda, leder af Institut for Fysik på MSU.