Zwarte gaten met middelzware massa zijn notoir moeilijk te vinden, maar een nieuwe studie geeft aan dat er enkele zich in het centrum van dichte sterrenhopen in het heelal bevinden.
De studie, die vandaag is gepubliceerd in het Astrophysical Journal, werpt nieuw licht op wanneer en waar zwarte gaten van ongeveer 100-100.000 zonsmassa’s zouden kunnen ontstaan en hoe ze zijn ontstaan.
“Een van de grootste open vragen in de astrofysica van zwarte gaten op dit moment is hoe zwarte gaten ontstaan die tussen de grootte van een zwart gat met een stellaire massa en een superzwaar zwart gat liggen”, zegt Vivienne Baldassare, hoofdauteur van de studie en een assistent-professor van natuurkunde en sterrenkunde aan de Washington State University. “De meeste theorieën voor hun vorming zijn gebaseerd op omstandigheden die alleen in het zeer vroege heelal worden gevonden. We wilden een andere theorie testen die zegt dat ze zich door de kosmische tijd kunnen vormen in deze zeer dichte sterrenhopen.”
Decennia lang hebben astronomen kleinere zwarte gaten ontdekt die qua massa gelijk zijn aan een paar zonnen of gigantische zwarte gaten met een massa die vergelijkbaar is met die van miljoenen zonnen, maar de ontbrekende schakel van zwarte gaten tussen die groottes is aan ontdekking ontsnapt.
Het bestaan van deze middelgrote of massieve zwarte gaten is al lang getheoretiseerd, maar het is moeilijk gebleken om ze te vinden omdat het licht dat wordt uitgestraald door objecten die erin vallen niet gemakkelijk te detecteren is.
Om deze uitdaging aan te gaan, gebruikte het onderzoeksteam de Chandra X-Ray Observatory, ’s werelds krachtigste röntgentelescoop, om röntgensignaturen van zwarte gaten in nucleaire sterclusters in 108 verschillende sterrenstelsels te zoeken.
advertentie
“Chandra is eigenlijk het enige instrument ter wereld dat dit soort werk kan doen”, zei Baldassare. “Het is in staat om de locaties van röntgenbronnen zeer nauwkeurig te lokaliseren, wat belangrijk is als je op zoek bent naar handtekeningen van zwarte gaten in deze zeer compacte nucleaire sterclusters.”
Nucleaire sterclusters worden gevonden in het centrum van de meeste kleine of lichte sterrenstelsels en zijn de dichtste bekende stellaire omgevingen. Eerder onderzoek heeft de aanwezigheid van zwarte gaten in nucleaire sterclusters geïdentificeerd, maar er is weinig bekend over de specifieke eigenschappen die deze gebieden bevorderlijk maken voor de vorming van zwarte gaten.
De analyse van Baldassare en collega’s toonde aan dat nucleaire sterclusters die boven een bepaalde massa- en dichtheidsdrempel lagen, de röntgensignaturen die indicatief waren voor een zwart gat twee keer zo snel uitzonden als die onder de drempel. Hun werk levert het eerste observationele bewijs dat de theorie ondersteunt dat zwarte gaten van gemiddelde grootte zich kunnen vormen in nucleaire sterclusters.
“Kortom, het betekent dat sterrenhopen die voldoende massief en compact zijn, in staat moeten zijn om een zwart gat te vormen,” zei Baldassare. “Het is opwindend omdat we verwachten dat veel van deze zwarte gaten zich in het intermediaire massaregime bevinden tussen superzware zwarte gaten en stellaire zwarte gaten waar er heel weinig bewijs is voor hun bestaan.”
Het werk van het onderzoeksteam suggereert niet alleen dat zwarte gaten van gemiddelde grootte zich kunnen vormen in nucleaire sterclusters, maar biedt ook een mechanisme waarmee ze zich mogelijk gedurende de kosmische tijd zouden kunnen vormen in plaats van alleen tijdens de eerste paar miljard jaar van het universum.
“Een van de heersende theorieën die er zijn, is dat massieve zwarte gaten zich alleen tijdens het vroege universum konden hebben gevormd toen de dingen dichter waren”, zei Baldassare. “Ons onderzoek is meer consistent met het beeld waarin massieve zwarte gaten zich niet in het zeer vroege universum hoeven te vormen, maar zich liever gedurende de hele kosmische tijd in deze specifieke omgevingen kunnen blijven vormen.”
In de toekomst zijn de onderzoekers van plan om Chandra te blijven gebruiken voor het verzamelen van röntgenmetingen van nucleaire sterclusters met als uiteindelijk doel meer te weten te komen over de specifieke omstandigheden waarin massieve zwarte gaten kunnen ontstaan.
Verhaalbron:
Materialen geleverd door Washington State University. Origineel geschreven door Will Ferguson. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.
lees het gehele artikel bij de bron
————————————————– ———————————–
samenvatting:
Zwarte gaten met middelzware massa zijn notoir moeilijk te vinden, maar een nieuwe studie geeft aan dat er enkele zich in het centrum van dichte sterrenhopen in het heelal bevinden. Een studie werpt nu nieuw licht op wanneer en waar zwarte gaten van ongeveer 100-100.000 zonsmassa’s kunnen ontstaan en hoe ze zijn ontstaan.
Datum van publicatie: 21 april 2022
Bron: Bijzonder | Vreemd en ongebruikelijk nieuws — ScienceDaily
————————————————– ———————————–