Недостающее звено: астрофизики предложили новый способ искать невидимые черные дыры
Астрофизики из китайского Университета Янцзы предложили новый способ искать черные дыры промежуточной массы. Для этого они использовали данные канадского радиотелескопа CHIME. Ученые уже нашли двух кандидатов в такие объекты.
Раньше астрономы знали только о двух крайностях. Существуют черные дыры звездной массы — они остаются после гибели крупных звезд. В центрах галактик находятся сверхмассивные черные дыры, которые весят в миллионы и миллиарды раз больше Солнца.
Черные дыры промежуточной массы весят от 100 до 100000 масс Солнца. Они считаются недостающим звеном в эволюции Вселенной. Ученые предполагают, что они существуют, но подтвердить это пока не удавалось.
Черные дыры ничего не излучают, поэтому их ищут по тому, как они влияют на окружающую среду. В новом исследовании астрофизики предложили искать такие объекты с помощью быстрых радиовсплесков. Это мощные, но очень короткие радиосигналы из глубокого космоса. Они длятся от доли микросекунды до пары секунд.
Поиск строится на эффекте гравитационного линзирования. Любой массивный объект искривляет пространство вокруг себя. Если быстрый радиовсплеск пролетает мимо черной дыры, ее гравитация работает как линза и искажает сигнал.
На графиках этот процесс выглядит как эхо. Если изначальный радиовсплеск состоял из нескольких пиков, то после прохождения мимо черной дыры телескопы зафиксируют два отдельных импульса.
Ученые проанализировали каталог радиовсплесков и нашли два сигнала со следами такого эха. Расчеты показали, что объекты, которые исказили свет, весят примерно от 539 до 609 и от 1544 до 2571 масс Солнца. Это идеальное попадание в категорию черных дыр промежуточной массы.
Если эти кандидаты находятся в пустом космосе, а не внутри галактик, они могут оказаться первичными черными дырами. Такие объекты не рождались из звезд. Они сформировались в первые мгновения после Большого взрыва из-за сверхвысокой плотности материи.
Существует гипотеза, что именно первичные черные дыры составляют загадочную темную материю. Китайские исследователи подсчитали: если их находка подтвердится, объекты с такой массой составляют около четырех процентов всей темной материи во Вселенной.
Если сигналы оказались ложными, это тоже полезный результат. В таком случае физики могут с уверенностью в 95% заявить, что на первичные черные дыры тяжелее 300 масс Солнца приходится не больше 13% темной материи.
Ученым нужно убедиться, что эхо в радиосигналах появилось именно из-за гравитации черных дыр. Сама природа быстрых радиовсплесков пока изучена плохо. Есть вероятность, что внутренние процессы источника сигнала случайно сгенерировали двойной импульс, который лишь имитирует гравитационную линзу.
Для точных выводов астрономам нужно собрать больше наблюдений за радиовсплесками.
Ранее другая команда ученых из Китая предложила искать такие черные дыры по эффекту гравитационной рогатки.
Обложка Pro Космос
Самое популярное
