On aeg leida kõik puuduvad mustad augud.
Selle argumendi esitas paar Jaapani astrofüüsikut, kes kirjutasid paberi, kus tehti ettepanek otsida miljonid "isoleeritud mustad augud" (IBH), mis tõenäoliselt asustavad meie galaktikat. Need pimeduses kadunud mustad augud võtavad tähtedevahelisest keskkonnast ainet - tolm ja muu tähe vahel hõljuv kraam. Kuid see protsess on ebaefektiivne ja suur osa sellest saadetakse suure kiirusega kosmosesse. Kuna see väljavool interakteerub ümbritseva keskkonnaga, kirjutasid teadlased, peaks see tekitama raadiolaineid, mida inimese raadioteleskoobid suudavad tuvastada. Ja kui astronoomid suudavad need lained kõigist ülejäänud galaktika müradest välja sõeluda, siis on neil ehk võimalik need nähtamatud mustad augud märgata.
"Nibuline viis IBH-de vaatlemiseks on nende röntgenkiirguse emissioon," kirjutasid teadlased oma paberis, mida ei ole veel ametlikult retsenseeritud ja mille nad tegid 1. juulil arXiv-i eeltrükina kättesaadavaks.
Miks nii? Kui mustad augud imevad asja kosmosest, kiireneb see äärealadel ja moodustab nn akretsioonketta. Selle ketta aine hõõrub iseenda vastu, kui see keerleb sündmuse horisondi poole - musta augu punkti, kust tagasi ei pääse -, sülitades selles röntgenikiirte. Kuid isoleeritud mustad augud, mis on supermassiivsete mustade aukudega võrreldes väikesed, ei eralda sel viisil palju röntgenikiirgust. Nende aktiveerimisketastes pole lihtsalt piisavalt ainet ega energiat, et luua suuri röntgenogramme. Ja röntgenikiirte abil tehtud IBH-de varasemad otsingud pole andnud veenvaid tulemusi.
"Need väljavoolud võivad muuta IBH-d tuvastatavaks ka teistel lainepikkustel," kirjutasid teadlased Tokyo ülikooli Daichi Tsuna ja Kyoto ülikooli Norita Kawanaka oma töös. "Väljavoolud võivad suhelda ümbritseva materjaliga ja tekitada liideses tugevaid põrkevabasid lööke. Need löögid võivad võimendada magnetvälju ja kiirendada elektrone ning need elektronid eraldavad raadiosageduse lainepikkuses sünkrotroni kiirgust."
Teisisõnu, tähtedevahelisest keskkonnast läbi libisev väljavool peaks saama elektronid, mis liiguvad kiirusel, mis tekitab raadiolaineid.
"Huvitav paber," ütles Hollandi Leideni ülikooli astrofüüsik Simon Portegies Zwart, kes polnud Tsuna ja Kawanaka uuringutega seotud. Portegies Zwart on uurinud ka IBH-sid, mida tuntakse ka keskmise massiga mustade aukudena (IMBH).
"See oleks suurepärane viis IMBH-de leidmiseks," rääkis Portegies Zwart Live Science'ile. "Arvan, et LOFAR-iga peaksid sellised uuringud olema juba võimalikud, kuid tundlikkus võib tekitada probleeme."
IBH-sid, nagu Portegies Zwart selgitas, peetakse "puuduvaks lüliks" kahte tüüpi mustade aukude vahel, mida astronoomid suudavad tuvastada: tähemassiga mustad augud, mis võivad olla meie päikesest kaks kuni 100 korda suuremad, ja ülimaitsvad mustad augud, hiiglaslikud metsalised, kes elavad galaktikate tuumades ja on meie päikest sadu tuhandeid kordi suuremad.
Tavaliste tähtedega binaarsüsteemides on aeg-ajalt tuvastatavad tähemassiga mustad augud, kuna binaarsüsteemid võivad tekitada gravitatsioonilisi laineid ja kaastähed võivad pakkuda kütust suurteks röntgenipursketeks. Ja ülimassiivsetel mustadel aukutel on akrüülkettad, mis eraldavad nii palju energiat, et astronoomid saavad neid tuvastada ja isegi pildistada.
Kuid IBH-sid, nende kahe teise tüübi keskmises vahemikus, on palju raskem tuvastada. Kosmoses on käputäis objekte, mille astronoomid arvavad olevat IBH-d, kuid need tulemused on ebakindlad. Kuid varasemad uurimistööd, sealhulgas 2017. aasta artikkel ajakirjas Monthly Notices of Royal Astronomical Society, mille kaasautor on Portegies Zwart, näitavad, et miljonid neist võiksid seal peituda.
Tsuna ja Kawanaka kirjutasid, et IBH-de raadioülevaatuse jaoks on parim võimalus tõenäoliselt kasutada Lõuna-Aafrika ja Austraalia sektsioonidega rajatava mitmeosalise raadioteleskoobi Square Kilometer Array (SKA) kasutamist. Raadiolainete kogupindala on 1 ruutkilomeeter (0,39 ruutmiili). Teadlaste hinnangul kiirgab vähemalt 30 IBH-d raadiolaineid, mida SKA suudab tuvastada kontseptsiooni tõestamise esimeses etapis, mis on kavandatud 2020. aastal. Nende kirjutatud tee ääres on täielik SKA (kavandatud 2020. aastate keskpaik) peaks suutma tuvastada kuni 700.
Nad kirjutasid, lisaks sellele, et SKA peaks suutma märgata raadiolaineid nendest IBH-dest, samuti peaks ta suutma täpselt hinnata kaugust paljudest neist. Kui see aeg kätte jõuab, peaksid lõpuks kõik need puuduvad mustad augud varjamise alt välja tulema.
