Täysin uusi mustien reikien luokka voi olla varjossa maailmankaikkeudessa, ja ne voivat olla paljon tienempiä kuin mitä tutkijat ovat aiemmin löytäneet uusien havaintojen mukaan.
Mustat aukot ovat massiivisia taivaankappaleita, jotka kaappaavat kaiken, mikä tulee liian lähelle; edes valo ei pääse mustan aukon voimakkaasta painovoimakiinnityksestä. Pienten ja suurten mustien reikien etsiminen - kuten supermassiiviset, jotka sijaitsevat useimpien galaksien, mukaan lukien omien - keskellä, auttaa tutkijoita luomaan yhdessä maailmankaikkeuden toiminnan ja luomaan kertomuksen tähtijen elämästä ja kuolemasta.
Tämä johtuu siitä, että mustat aukot ovat ruumiita siitä, mitä aiemmin olivat massiiviset tähdet, jotka läpikäyvät räjähdysalttiuden, lopulta romahtaen itseensä. Räjähtävä kuolema ja myöhempi tähteiden romahtaminen voivat muodostaa kaksi erilaista kohdetta. Jos alkuperäinen tähti on riittävän massiivinen, tämä räjähdys tuottaa mustan aukon, mutta jos se ei ole, ruumis muodostaa sen sijaan pienen, tiheän esineen, joka tunnetaan neutronitähtänä.
Tähtitieteilijät etsivät tyypillisesti näitä mustia reikiä omassa galaksissamme mittaamalla röntgensäteitä, jotka säteilevät, kun mustat aukot sifonimateriaalia läheisistä tähtiistä. Toisaalta kaukaisissa galakseissa tutkijat etsivät painovoima-aaltoja, jotka syntyvät kahden mustan aukon yhdistyessä tai neutronitähtien törmäyksessä.
Mutta ryhmä tutkijoita pohti, voisiko esiintyä suhteellisen vähän massaa olevia mustia reikiä, jotka eivät emittoi muiden mustien reikien ilmaisimien röntgensignaaleja. Tällaisia hypoteettisia mustia aukkoja esiintyisi todennäköisesti binaarisessa järjestelmässä toisen tähden kanssa, vaikka ne kiertäisivätkin riittävän kaukana tästä tähdestä, etteivät he syöisi paljon tähtihenkilöstään; sellaisena tutkijoiden mukaan nämä pienet mustat aukot eivät anna havaittavissa olevia röntgensäteitä ja pysyisivät siten tähtitieteilijöille näkymättöminä, kertoi Todd Thompson, Ohion osavaltion yliopiston tähtitieteen professori ja tutkimuksen johtava kirjoittaja. uudet havainnot.
"Olemme melko varmoja, että binaarijärjestelmissä, joissa tähtiä on galakseissa, on oltava paljon, monia näistä mustista aukoista, vain että emme ole löytäneet niitä, koska niitä on vaikea löytää", Thompson kertoi Live Science: lle. Mutta "on aina mielenkiintoista yrittää löytää asioita, joita ei voi nähdä".
Thompson ja hänen kollegansa etsivät todisteita näistä mustista reikistä ehdotettujen esineiden tähtikappaleissa. Tutkijat kammottivat Apache Pointin observatorion galaktisen evoluutiokokeen (APOGEE) tietoja, joilla oli tietoa valonspektristä - esineen tuottamasta energian eri aallonpituuksilta - yli 100 000 tähdestä galaksissamme.
Tämän tutkimuksen tiedot paljastivat muuttuvat spektrit tai valon aallonpituudet jokaisesta näistä tähtiistä. Jos tutkijat huomasivat muutoksia näissä spektrissä - esimerkiksi siirtymistä kohti sinisempää aallonpituutta tai muutosta punaisempaan aallonpituuteen -, se voi tarkoittaa, että tietty tähti kiertää näkymätöntä kumppania. Tämän analyysin jälkeen tutkijat tarkastelivat sellaisten tähtijoukkojen, jotka voivat kiertää mustia aukkoja, kirkkauden muutoksia käyttämällä toisen tutkimuksen, nimeltään All-Sky automaattinen Surnovae-tutkimus (ASAS-SN), tutkimusta. He etsivät tähtiä, jotka kirkastuivat ja himmenivät, samalla kun punainen ja sininen siirtyi.
Näin tutkijat löysivät massiivisen tumman esineen, joka oli lukittu painovoimaiseen syleilyyn nopeasti kääntyvän jättilähdellä, joka on noin 10 000 valovuoden päässä galaksiamme etäisiltä puolilta, lähellä Auriga-tähdistöä. Tutkijat arvioivat tämän esineen massan olevan noin 3,3-kertainen aurinkoomme massaan nähden, liian massiiviseksi ollakseen neutronitähti eikä riittävän massiivinen verrattuna mihinkään tunnettuun mustaan reikään.
Massiivisin neutronitähti, josta tutkijat tietävät, on 2,1-kertainen auringomme massaan nähden, kun taas vähiten massiivinen tunnettu musta aukko on noin viisi-kuusi kertaa aurinkoomme massa, Thompson sanoi. Uudelleen löydetyn esineen alarajaraja - alin massa, jonka tämä esine voi olla - on kuitenkin 2,6-kertainen auringomme massaan, mikä on tähtitieteilijöiden mielestä yläraja sille, kuinka massiiviset neutronitähdet voivat teoreettisesti saada. Mikä tahansa massiivisempi, ja neutronitähti romahtaisi mustaan reikään.
Joten tämä tumma, salaperäinen esine "voi olla massiivisin koskaan nähty neutronitähti", rajalla, jonka jälkeen sitä ei voi olla olemassa, Thompson sanoi. "Olisin todellakin vieläkin innoissani, jos se olisi totta." Mutta enemmän kuin todennäköistä, että kyse on hypoteettisesta, mutta koskaan ennen löytämästä melko pienimassasta mustasta aukosta, hän lisäsi.
Dejan Stojkovic, kosmologi ja Buffalon yliopiston fysiikan professori, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, oli yhtä mieltä. "Tämä on todennäköisesti musta aukko", koska se on liian massiivinen ollakseen neutronitähti, ellei se ole jonkinlainen epätavallinen tähti, Stojkovic kertoi Live Science: lle. "Löytö kuulostaa erittäin kohtuulliselta", mutta ei odottamatonta, koska tähtitieteilijät tietävät, että pienemmän massan mustia reikiä on olemassa.
Thompson kertoi odottavansa tulevia löytöjä, kuten tietoja tähden kiertoradalla pimeän esineen ympärille, jota Euroopan avaruusjärjestön Gaian avaruusalus voi koota tulevalle operaatiolle. Tämä voisi auttaa tutkijoita mittaamaan tumman esineen massaa tarkemmin.
Tulokset julkaistiin eilen (31. lokakuuta) Science-lehdessä.
