Søg efter kilden til sort huls mørkt stof

Som et spil med "skjul og søg, Lawrence Livermore-astrofysikere ved, at der er sorte huller, der gemmer sig i Mælkevejen, bare ikke hvor.

Hvis de finder dem mod den galaktiske bule (en tæt pakket gruppe stjerner) og de magellanske skyer, derefter sorte huller så massive som 10, 000 gange solens masse kan udgøre mørkt stof. Hvis de kun er mod den galaktiske bule, er de sandsynligvis kun fra nogle få døde stjerner.

Typisk, at observere de magellanske skyer, videnskabsmænd skal rejse til observatorier på den sydlige halvkugle.

Men for nylig, LLNL-teamet fik et nyt værktøj, der er lidt tættere på hjemmet, for at hjælpe dem i søgningen. Som en del af Space Science and Security-programmet og et LDRD-projekt, LLNL har et nyt teleskop fjernobservationsrum.

Holdet bruger observationsrummet til at udføre en gravitationel mikrolinseundersøgelse af Mælkevejen og Magellanske Skyer på jagt efter sorte huller i mellemmasse (ca. 10 til 10, 000 gange solens masse), der kan udgøre størstedelen af ​​mørkt stof.

"Fjernobservationsrummet gør os i stand til at styre National Optical Astronomers Observatory Blanco 4-meter teleskop placeret i Chile ved Cerro Tololo Inter-American Observatory, " sagde LLNL's hovedefterforsker Will Dawson. Holdet har allerede gennemført sit første observationsløb med fjernobservationsrummet.

Det synlige univers består af cirka 70 procent mørk energi, 25 procent mørkt stof og 5 procent normalt stof. Imidlertid, mørkt stof har forblevet et mysterium, siden det først blev postuleret i 1933. MACHO-undersøgelsen, ledet af Lawrence Livermore i 1990'erne, forsøgte at teste, om mørkt stof var sammensat af baryoniske massive kompakte halo-objekter (MACHO'er). Undersøgelsen konkluderede, at baryoniske MACHO'er mindre end 10 solmasser ikke kunne tegne sig for mere end 40 procent af den samlede mørkestofmasse.

For nylig, opdagelsen af ​​to sammensmeltende sorte huller har fornyet interessen for MACHO mørkt stof sammensat af primordiale sorte huller (dannet i det tidlige univers, før de første stjerner) med cirka 10 til 10, 000 solmasser. Dette er en idé, som først blev foreslået i 1975 af LLNL-fysiker og projektmedforsker George Chapline. Det mest direkte middel til at udforske dette masseområde er ved at søge efter gravitationsmikrolinsesignalet i eksisterende arkivastronomisk billeddannelse og udføre en næste generations mikrolinseundersøgelse med avancerede optiske bredfeltskameraer på teleskoper 10 til 25 gange mere kraftfulde end dem, der blev brugt i de originale MAHO-undersøgelser.

Mikrolinsing er en astronomisk effekt forudsagt af Einsteins generelle relativitetsteori. Ifølge Einstein, når lyset fra en stjerne passerer meget tæt på et andet massivt objekt (f. sort hul) på vej til en observatør på Jorden, tyngdekraften af ​​det mellemliggende massive objekt vil bøje lidt og fokusere lysstrålerne fra kildestjernen, hvilket får den linsede baggrundsstjerne til at se lysere ud, end den normalt ville.

"Vi er ved at udvikle et nyt middel til mikrolinsedetektion, der vil gøre os i stand til at detektere den parallaktiske mikrolinsesignatur forbundet med sorte huller i dette masseområde, " sagde Dawson. "Vi vil opdage og begrænse den del af mørkt stof, der består af sorte huller med mellemmasse og måle deres massespektrum i Mælkevejen."