Die schwer fassbaren Schwarzen Löcher im Universum sind weder die großen noch die kleinen. Sie sind die Mediane, und ein Team von Astronomen hat eine neue Methode vorgeschlagen, bei der Einwellen verwendet werden Freizeit, sie zu jagen.
Bekanntschaft Schwarze Löcher Sie kommen in zwei allgemeinen Varianten vor. Es gibt Schwarze Löcher mit stellarer Masse, die von einigen bis zu einigen Dutzend Sonnenmassen variieren. Und dann gibt es supermassive Schwarze Löcher, deren Masse von einer Million Sonnen bis zu reicht 50 Milliarden Sonnenmassen.
Astronomen gehen davon aus, dass es zwischen diesen beiden Extremen einige Schwarze Löcher geben könnte, die als Intermediate Mass Black Holes (IMBHs) bekannt sind, mit Massen, die einige tausend Mal so groß sind wie die der Sonne. Aber es gibt ein Problem: Obwohl wir jahrzehntelang danach gesucht haben, haben wir immer noch keine gefunden. Und so schrieb ein Team von Astronomen an den Preprint-Server arXiv.org (öffnet in einem neuen Tab)hat eine neue Methode zur Suche nach IMBH vorgeschlagen, die die subtilen Wellen in der Raumzeit nutzt, die durch die Bewegungen von Schwarzen Löchern durch das Zentrum der Milchstraße verursacht werden.
Astronomen wollen unbedingt ein IMBH finden, weil es ihnen helfen wird, die Entstehungsgeschichte von Schwarzen Löchern zusammenzufügen. Soweit wir derzeit wissen, wurden riesige Schwarze Löcher nicht auf diese Weise geboren. Stattdessen begannen sie als bloße schwarze Löcher mit stellarer Masse. Dann verschlangen sie über Hunderte von Millionen Jahren jedes Material, das ihnen zu nahe kam, und auch Sie trafen sich und verschmolzen, das schnell zu seiner gegenwärtigen beeindruckenden Größe anwächst. Dieses schnelle Wachstum deutet darauf hin, dass nur wenige IMBHs verbleiben sollten, da diese Größe eines Schwarzen Lochs nur eine vorübergehende Phase auf dem Weg eines Schwarzen Lochs zur Supermassivität darstellt.
Andere Modelle der Entstehung von Schwarzen Löchern deuten jedoch darauf hin, dass IMBHs häufig und schwer zu erkennen sein könnten. Die überfüllten Bedingungen des galaktischen Kerns könnten zum Beispiel reif sein, um möglicherweise Tausende von großen, aber nicht supermassiven Schwarzen Löchern zu produzieren. Aber diese IMBHs könnten versteckt sein, wie das supermassereiche Schwarze Loch im sehr Zentrum der Galaxie würden unsere Beobachtungen dominieren.
Um diese Möglichkeiten zu entdecken, hoffen die Autoren der neuen Studie, die Laser Interferometer Space Antenna (LISA) zu verwenden, einen geplanten Gravitationswellendetektor, den die Europäische Weltraumorganisation 2037 starten will. Das Observatorium wird feine Gravitationswellen nachweisen. Wellen in der Raumzeit zuerst von Einstein vorhergesagt, während sie durch das Sonnensystem spülen. Ähnliche bodengestützte Observatorien wie das Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) und Virgo hatten bereits große Erfolge bei der Erkennung von Verschmelzungen von Schwarzen Löchern mit Sternmasse, aber diese Instrumente sind nicht empfindlich gegenüber den Frequenzen, die erforderlich sind, um Signale von etwas Größerem zu erkennen.
LISA wird aus einem Trio von Satelliten bestehen, die die Sonne umkreisen und ständig die Entfernungen zwischen ihnen überwachen. Wenn eine Gravitationswelle vorbeizieht, erkennen Satelliten die verräterische Signatur, wie Bojen im Ozean, die den Durchgang einer Flutwelle erkennen.
Um nach IMBH zu suchen, müssen Astronomen auf einen Glücksfall warten. Wenn ein IMBH im galaktischen Zentrum einen wandernden dichten Überrest (wie ein kleineres Schwarzes Loch, a Neutronenstern, oder ein Weißer Zwerg), wird der Prozess Gravitationswellen aussenden, die LISA möglicherweise nachweisen kann. Da das IMBH selbst das zentrale supermassereiche Schwarze Loch umkreisen wird, erfahren diese Gravitationswellen aufgrund der Bewegung des IMBH eine Dopplerverschiebung (wie die Frequenzverschiebung eines vorbeifahrenden Krankenwagens).
Wenn genügend IMBHs in unserem galaktischen Kern lauern, können diese stillen Zerstörungsakte feine Spuren in Gravitationswellen hinterlassen. Die vorgeschlagene Methode ist jedoch noch lange nicht vollständig: LISA wird IMBHs nur dann nachweisen können, wenn sie einen Massenbereich von 1.000 bis 100.000 Sonnenmassen haben. Es ist ein langer Weg, um sicher zu sein, aber es könnte funktionieren.