Naloga Jamesa Painterja je bila iskanje po katalogu več kot 2.700 energijskih globokih vesoljskih eksplozij, ki jih je zajel NASA-in observatorij Gamp-Ray Compton Gamma-Ray, pri iskanju igle v iglenem zaporu. Doktorand z univerze v Melbournu je želel opaziti eno od eksplozij, izbruh gama žarkov, ki je bil “zaskočen” – njegovo pot je prekinil velikanski kozmični objekt na Zemlji.

Do konca magistrskega študija je kandidate podrl le za peščico in po izdelavi nekaterih dovršenih analitičnih tehnik mu je ostala le ena.

Ta kandidat, znan kot GRB 950830, je podrobno opisan v novi študiji, Objavljeno v reviji Nature Astronomy v ponedeljek., Kozmični predmet kače, ki jo je bilo treba prenašati v bližino Zemlje, da bi se prebila na Zemljo, je “črna luknja s srednjo maso”, redka vrsta kozmičnega gravitacijskega ponora, ki so jo astronomi šele začeli razumeti.

Zlatolaska

V vesolju obstajata dve dobro znani vrsti črnih lukenj: zvezdne črne luknje, ko masivna zvezda eksplodira in se nato sama sesede, in obstajajo supermasivne črne luknje, ki sedijo v središču galaksij. Supermasivna črna luknja v središču galaksije Messier 87 Je bilo Predmet prve slike črne luknje, Snapping v 2019.

Zvezdne črne luknje prejmejo približno 10-krat večjo maso od Sonca. Supermasivne črne luknje so lahko milijarde krat večje. Območje med njima? “Med tema dvema mejama ne vidimo ničesar,” pravi Pennanter.

Astrofiziki imajo teorijo – in začeli so odkrivati ​​črne luknje v tej tako imenovani “masni vrzeli”, regiji “Zlatokos”, kjer veljajo črne luknje z vmesno maso ali IMBH. Te črne luknje se gibljejo od 100 do 100.000-krat večje od mase Sonca in so manjkajoča povezava med tistimi majhnimi črnimi luknjami, ki zvabijo supermasivo v središču vesolja in galaksijah.

Dokončno je bilo odkritih zelo malo črnih lukenj z vmesno maso. Septembra 2020 so odkrili še eno majhno črno luknjo: astronomi preučujejo gravitacijske valove Ugotovili so, da je IMBH približno 150-krat večji od Sonca., Ustvarjeno z združitvijo dveh majhnih črnih lukenj.

Toda Penneter in soavtorica Rachel Webster, ki jo je odkril astrofizik Univerze Monarch Eric Thran, astrofizik z univerze v Melbournu, sta pošastna.

“Naše poslovanje je ogromno,” pravi Pennanter. “Če nastane iz zvezdne črne luknje, lahko z združitvijo mnogih, mnogih generacij doseže svojo opaženo maso.”

Približno 50.000 sončkov, 3XMM J215022.455055108, je imelo podobno težo kandidata. Objavljeno v Astrophysical Journal Letters marca 2020, Vendar so ga našli, ko je bil ločen od bližnje zvezde. Metoda, ki so jo uporabili Paynter in sodelavci, izkorišča gravitacijsko lečo.

Gravitacijska leča

GRB 950830 je kratek gama-zrak stran od dolge in dolge poti. Raziskovalci niso prepričani, od kod je prišel, leži pa nekje globoko v temnem gozdu vesolja. Sum, ki naj bi počil, je nastal, ko dve nevtronski zvezdi eksplodirata ena v drugo in sprostita ogromno energije.

Paynter je iskal “gravitacijsko lečo” izbruh gama žarkov iz instrumenta BATSE v NASA-inem observatoriju za gama-žarke Compton, ki je med letoma 1990 in 1999 pobral približno 2700 pingov gama-žarkov. Želeli smo najboljše možnosti, da bi našli lečo. Izbrali smo torej BATSE, «pravi Pennanter.

GRB 950830 je edina ekipa, ki je bila opremljena z lečo.

“Ugotovljeno je bilo, da je bilo moje prvotno navdušenje prva gravitacijska leča GRB, saj kljub 30-letnim odkritjem niso našli nobenega statistično močnega kandidata,” ugotavlja Petter. “Razvili smo izpopolnjeno programsko opremo za analizo, ki močno izboljšuje prejšnje metode zaznavanja leč in nam omogoča, da tudi odločno zavrnemo kandidate.”

Po malo večji analizi se je uresničilo še bolj razburljivo odkritje. Prišlo je do energične eksplozije Sledi Črna luknja z vmesno maso.

Neverjeten gravitacijski most IMBH je obkrožal vse oblike svetlobe in elektromagnetnega sevanja. Ko je gama žar počil, je potoval proti vesolju proti nam. Ko pa se je preselil v IMBH, se je signal razdelil, pojav znan kot gravitacijsko leče.

Signalni znak pri objektiviranju je odmev signala, saj nekaj sevanja zaradi izbruha gama-žarkov traja dlje, da doseže detektor v observatoriju, ko se zavije okoli IUSH. To je zelo subtilna razlika. “Kljub številnim milijardam svetlobnih let, ki nas potujejo, je ta razlika v prihodnjem času le 400ms za naš primer,” pojasnjuje Pennanter.

To ni dokončna identiteta IMBH, je pa še en dober kandidat. Astronomom pomaga tudi pri oceni, koliko teh IMBH se lahko skriva globoko. Njihovi izračuni kažejo, da je njihovo število na območju Mlečne ceste okoli 46.000, vendar Pennanter pravi, da je pri meritvah veliko negotovosti. Iskanje več kandidatov za leče bo pomagalo zmanjšati negotovost.

“V idealnem primeru bi v prihodnosti analizirali tudi druge kataloge,” pravi Pennanter.

Thran trdi, da so IMBH morda starodavni ostanki zgodnjega vesolja iz časa, preden so nastale zvezde in galaksije. Če je tako, so morda “semena supermasivnih črnih lukenj, ki danes prebivajo v srcih galaksij.”

Sledite Vesoljski koledar CNET za leto 2021 Biti na tekočem z vsemi najnovejšimi vesoljskimi novicami v tem letu. Lahko ga dodate tudi v Google Koledar.