Astronomer laver kompositionstegninger af undvigende vandrende sorte huller

Når to galakser støder sammen, deres centrale sorte huller smelter sammen, udsender gravitationsbølger. Astronomer teoretiserer, at en rekyleffekt nogle gange sparker det sammensmeltede sorte hul ud af galaksen, mens de trækker nærliggende stjerner med på turen. Forskere fra SRON og Radboud University har nu lavet en forudsigelse af, hvordan disse klynger vil se ud for at identificere dem og bevise deres eksistens. Deres resultater er offentliggjort i MNRAS .

Astronomer tror, ​​at alle massive galakser rummer et centralt sort hul, der vejer millioner til milliarder af solmasser. Mindre sorte huller kan være til stede i kernerne i dværggalakser. Det mest berømte centrale sorte hul er det inde i M87 galaksen, som blev den første nogensinde fotograferet i 2019.

Når to galakser smelter sammen, deres stjerner vil for det meste bare blande sig uden at kollidere, men de to centrale sorte huller vil smelte sammen. Fusionen frembringer gravitationsbølger, der transporterer ekstreme mængder energi, sammenlignes med en atombombe med massen af ​​flere sole. Du kan forestille dig, at hvis denne energi udstråles selv lidt asymmetrisk, der vil være et rekyl i den anden retning, ligner en astronaut, der affyrer en pistol i rummet. Hvis rekylen er stærk nok, det resulterende fusionerede sorte hul slynges ud af sin egen galakse. Stjerner, der var gravitationsmæssigt bundet til den, vil blive trukket med på turen. Sådan opstår hyperkompakte stjernehobe (HCSC'er) - i hvert fald ifølge teorien; de er endnu ikke blevet opdaget i det virkelige liv.

En gruppe astronomer fra SRON Netherlands Institute for Space Research og Radboud University regnede med, at HCSC'er kunne være skjult i eksisterende databaser, inklusive dem fra Gaia-teleskopet og Sloan Digital Sky Survey. Men de indså hurtigt, at ingen har lavet nogen detaljerede forudsigelser om, hvordan de ville se ud i databasen.

Så som et første skridt i deres søgen, de har nu lavet deres egne forudsigelser og offentliggjort dem i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society . Holdet – inklusive førsteforfatter Davide Lena og gruppeleder Peter Jonker – forudsiger farverne, billeder og spektre af HCSC'er specifikt skræddersyet til hver database. De beregnede også, hvordan en klynge ville se ud på et todimensionalt teleskopbillede.

Hvis forskerne formår at identificere den første virkelige HCSC, de kan udlede den sparkehastighed, som den modtog fra rekylen efter sammensmeltningen af ​​de to galakser, den kom fra. Lena siger, "Det er allerede blevet beregnet ud fra simuleringer af gravitationsbølger, men de er baseret på teorier, der skal bekræftes af observationer."

Ethvert udskudt sorte huller i Mælkevejens udkant vil have været resultatet af fusioner mellem en dværggalakse og en ung Mælkevej, der for nylig var startet forfra, bygge et massivt sort hul i midten. Så de sammenlagte sorte huller bør ikke have mere end mellemmasse; mellem hundreder og hundredtusinder af solmasser. "Eksistensen af ​​mellemstore sorte huller diskuteres, " siger Lena. "Hvis vi virkelig finder HCSC'er, vi vil samtidig vise eksistensen af ​​sorte huller med mellemmasse. Vi kan så bekræfte dette ved at måle massen af ​​de sorte huller gennem spektroskopiske observationer af HCSC."

Jonker siger:"Vi mener, at fusioner spiller en vigtig rolle i dannelsen af ​​massive sorte huller. ESA's LISA-satellit, lanceres i 2034, vil være i stand til at detektere deres gravitationsbølger. Blandt andre SRON og Radboud Universitet skal bidrage til at bygge denne fantastiske satellit."