(StudioM1/iStock) Hvordan er svarte hull Født? Astrofysikere har teorier, men vi vet faktisk ikke sikkert. Det kan være massive stjerner som stille imploderer med en floompf , eller kanskje sorte hull blir født i eksplosjonene av kolossale supernovaer. Nye observasjoner indikerer nå at det faktisk kan være sistnevnte.
Faktisk antyder forskningen at disse eksplosjonene er så kraftige at de kan sparke de sorte hullene over galaksen med hastigheter over 70 kilometer per sekund (43 miles per sekund).
'Dette verket snakker i utgangspunktet om det første observasjonsbeviset på at du faktisk kan se sorte hull bevege seg med høye hastigheter i galaksen og assosiere det til sparket svart hull systemet mottatt ved fødselen,» fortalte astronomen Pikky Atri ved Curtin University og International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) til Energyeffic.
Og det betyr at det er potensielt millioner av stjerne-masse sorte hull som zoomer rundt galaksen i høy hastighet. Avisen, for tiden tilgjengelig i forhåndstrykk , har blitt akseptert i Månedlige meldinger fra Royal Astronomical Society.
Studien var basert på 16 sorte hull i binære systemer. Med mindre de aktivt mater, kan vi faktisk ikke finne sorte hull, siden ingen påvisbar elektromagnetisk stråling kan unnslippe deres vanvittige tyngdekraft. Men hvis de er i et binært par og aktivt livnærer seg av den andre stjernen, avgir materien som virvler rundt det sorte hullet kraftige røntgenstråler og radiobølger.
Når vi kan se disse svarte hullfyrene, kan vi se hvordan det sorte hullet oppfører seg. Det internasjonale teamet av forskere brukte denne oppførselen til å prøve å rekonstruere det sorte hullets historie.
'Vi sporet hvordan disse systemene beveget seg i galaksen vår - så vi fant ut hastighetene deres i dag, beveget oss tilbake i tid og prøvde å forstå hva hastigheten var til systemet da det ble født, individuelt for hvert av disse 16 systemene,' Atri forklarte.
'Basert på hastighetene kan du faktisk finne ut om de ble født med en supernovaeksplosjon, eller om stjernene bare kollapset direkte på seg selv uten en supernovaeksplosjon.'
Vi vet at nøytronstjerner kan være detkastet voldsomt ut over verdensrommet i høye hastigheterved deres egne supernovaeksplosjoner - dette kalles et Blaauw-spark, eller fødselsspark, og det skjer når supernovaeksplosjonen er skjev, noe som resulterer i en rekyl.
Det var ukjent om svarte hull kunne sparkes på samme måte. Hypotetisk sett kan de – og faktisk syv svarte hulls røntgenbinærer har tidligere vært assosiert med fødselsspark.
Den nye forskningen har analysert disse, så vel som ni andre, mer detaljert, ved å kombinere målte egenbevegelser, systemiske radielle hastigheter og avstander til disse systemene for den mest detaljerte analysen til nå.
Bevegelsen til et av disse sorte hullene som beregnet av teamet kan sees i videoen nedenfor.
Forskerne fant at 12 av disse 16 svarte hulls røntgenbinærfilene faktisk hadde høye hastigheter og baner som indikerte et fødselsspark. Det er 75 prosent av utvalget. Hvis dette skalerer opp til estimert 10 millioner sorte hull i Melkeveien, kan det bety at rundt 7,5 millioner høyhastighets svarte hull er ute. Og 10 millioner er et lavt anslag.
I tråd med tidligere teorier er disse raske sorte hullene tregere enn sparkede nøytronstjerner med en faktor på omtrent tre eller fire, på grunn av deres høyere masse. Interessant nok så det ut til at det ikke var noen sammenheng mellom svart hulls masse og hastighet, noe som betyr at vi ennå ikke vet om det er en korrelasjon mellom stamstjernemasse og sannsynligheten for en supernova.
Dette er en relativt liten prøvestørrelse av sorte hull, selvfølgelig. Men ifølge Atri er det et skritt mot å bygge opp et større utvalg som kan hjelpe oss å forstå hvordan stjerner utvikler seg og dør, og gir opphav til sorte hull.
«Til slutt vil alt dette føre til hvor mange sorte hull vi forventer i galaksen vår, hvor mange sorte hull som faktisk vil slå seg sammen for å gi disse gravitasjonsbølge oppdagelser som LIGO finner,' la hun til.
For å fortsette å bygge på forskningen, vil teamet fortsette å se på himmelen. Disse binære systemene er ikke alltid lyse - de kommer og går, forbigående. Så forskerne håper å finne flere av disse binære systemene for å fortsette å bygge en telling av sorte hull i Melkeveien, enten de kjører fort eller ikke.
Og i tilfelle du akkurat nå er bekymret for et sort hull som krysser rett inn i solsystemet vårt, trenger du egentlig ikke å få panikk.
'Det nærmeste sorte hullet, vi tror det er to kiloparsecs unna [6523 lysår],' sa Atri.
«Det er veldig, veldig langt unna. Så det er ingen sjanse for at vi snart blir sugd opp av et sort hull.
Papiret har blitt akseptert i Månedlige meldinger fra Royal Astronomical Society , og er tilgjengelig på arXiv .