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数以百万的黑洞隐藏在我们的银河系中天文学家计划如何找到它们?

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数以百万的黑洞隐藏在我们的银河系中天文学家计划如何找到它们?
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是时候找到所有缺失的黑洞了。

这是一对日本天体物理学家提出的论点,他们撰写了一篇论文,提出了对可能在我们银河系中占据数百万“孤立黑洞”(IBHs)的新搜索。这些黑洞在黑暗中迷失,从星际介质中啜饮物质 – 尘埃和其他物质漂浮在恒星之间。但是这个过程效率低下,而且很多事情都被高速驱逐到太空。研究人员写道,由于流出物与周围环境相互作用,它应该产生人体射电望远镜可以探测到的无线电波。如果天文学家可以从星系其余部分的所有噪声中筛选出那些波浪,他们就可以发现这些看不见的黑洞。

研究人员在他们的论文中写道,“观察IBHs的一种天真的方式是通过他们的X射线”,该论文尚未经过正式的同行评审,并且他们在7月1日作为 arXiv 的 预印本提供。

数以百万的黑洞隐藏在我们的银河系中天文学家计划如何找到它们?

这是为什么?由于黑洞从空间吸收物质,其边缘处的物质会加速并形成所谓的吸积盘。当盘旋转到事件视界时,盘中的物质会自行摩擦 – 黑洞的 不归点 – 在此过程中吐出X射线。但与超大质量黑洞相比较小的孤立黑洞不会以这种方式发射大量的X射线。在他们的吸积盘中没有足够的物质或能量来创建大型X射线签名。过去使用X射线搜索IBH未能产生确凿的结果。

研究人员,东京大学的Daichi Tsuna和京都大学的Norita Kawanaka在他们的论文中写道:“这些外流可能使IBHs在其他波长中可检测到。” “流出物可以与周围的物质相互作用,并在界面产生强烈的无碰撞冲击。这些冲击可以放大磁场并加速电子,这些电子发射无线电波长的同步辐射。”

换句话说,通过星际介质滑动的流出应该使电子以产生无线电波的速度移动。

“有趣的论文,”荷兰莱顿大学的天体物理学家Simon Portegies Zwart表示,他没有参与Tsuna和Kawanaka的研究。Portegies Zwart还研究了IBHs的问题,也称为中质量黑洞(IMBHs)。

“这将是寻找IMBH的好方法,”Portegies Zwart告诉Live Science。“我认为,使用LOFAR [荷兰的低频阵列],这种研究应该已经成为可能,但灵敏度可能会带来问题。”

Zert解释说,IBHs被认为是天文学家可以发现的两种黑洞之间的“缺失环节”:恒星质量黑洞可能是我们太阳大小的两倍到100倍,以及超大质量黑洞,巨大的野兽生活在星系的核心,是我们太阳的数十万倍。

在具有规则恒星的二元系统中偶尔可以探测到恒星质量黑洞,因为二元系统可以产生引力波,并且伴星可以 为大的X射线爆发提供燃料。而 超大质量黑洞的 吸积盘会发出巨大的能量,天文学家可以探测 甚至 拍摄 它们。

但是,在这两种其他类型之间的中间地区,IBHs更难以发现。天文学家怀疑太空中有少数物体可能是IBH,但这些结果尚不确定。但过去的研究,其中包括2017年在论文的 杂志每月 通告 皇家天文学会的,这Portegies兹瓦特共同撰写,建议 数百万人可以在那里藏身。

Tsuna和Kawanaka写道,对IBH进行无线电测量的最佳前景可能涉及使用Square Kilometer Array(SKA),这是一种多部分射电望远镜,将在南非和澳大利亚建造 部分 。它的总无线电波收集面积为1平方公里(0.39平方英里)。研究人员估计,至少有30个IBH发射无线电波,SKA将在其首次概念验证阶段(预定于2020年)发现这些无线电波。他们写下了完整的SKA(计划在在2020年代中期)应该能够检测到多达700个。

他们写道,SKA不仅应该能够发现来自这些IBH的无线电波,而且还应该能够精确估计与其中许多人的距离。到那时,最后,所有这些缺失的黑洞应该开始隐藏起来。

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