enorm Schwarze Löcher Sie neigen dazu, ziemlich stationär in den Zentren von Galaxien zu sitzen. Aber nicht alle dieser wunderbaren kosmischen Körper bleiben an Ort und Stelle; Einige können verzerrt sein und wie kosmische Nomaden um Galaxien herumwackeln.
Wir nennen solche Schwarze Löcher „Rover“, und sie sind weitgehend theoretisch, weil sie schwer (aber nicht unmöglich) zu beobachten und somit zu quantifizieren sind. Aber eine neue Reihe von Simulationen ermöglichte es einem Team von Wissenschaftlern zu bestimmen, wie viele Wanderer und wo sie sich befinden – was uns wiederum helfen könnte, sie im Universum zu identifizieren.
Dies könnte wichtige Auswirkungen auf unser Verständnis davon haben, wie supermassive Schwarze Löcher – Monster mit der Masse unserer Sonne millionen- bis milliardenfach – entstehen und wachsen, ein Vorgang, der von Geheimnissen umgeben ist.
Kosmologen glauben, dass sich supermassive Schwarze Löcher (SMBHs) in den Kernen aller – oder zumindest der meisten – Galaxien im Universum befinden. Die Massen dieser Objekte sind normalerweise ungefähr proportional zur Masse der umgebenden zentralen galaktischen Ausbuchtung, was darauf hindeutet, dass die Entwicklung des Schwarzen Lochs und seiner Galaxie irgendwie verbunden sind.
Die Entstehungswege supermassereicher Schwarzer Löcher sind jedoch unklar. Wir wissen, dass Schwarze Löcher mit stellarer Masse durch den primären Kollaps massereicher Sterne entstehen, aber dieser Mechanismus funktioniert bei Schwarzen Löchern über einer Umlaufbahn von etwa . nicht 55-fache Sonnenmasse.
Astronomen glauben, dass SMBHs wachsen, indem sie Sterne, Gas und Staub ansammeln und mit anderen Schwarzen Löchern verschmelzen (sehr klobige Löcher in den Kernen anderer Galaxien, wenn diese Galaxien kollidieren).
Aber kosmische Zeitskalen unterscheiden sich stark von menschlichen Zeitskalen, und der Prozess der Kollision zweier Galaxien kann sehr lange dauern. Dies macht das potenzielle Fenster für die Verschmelzung sehr groß, und der Prozess kann verzögert oder sogar ganz verhindert werden, was dazu führt, dass ein Schwarzes Loch „wandert“.
Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Angelo Ricciarti vom Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics nutzte die kosmischen Simulationen von Romulus, um abzuschätzen, wie oft dies in der Vergangenheit hätte passieren sollen und wie viele Schwarze Löcher heute noch wandern.
Diese Simulation verfolgt automatisch die Bahnentwicklung von Paaren supermassereicher Schwarzer Löcher, was bedeutet, dass sie vorhersagen kann, welche Schwarzen Löcher wahrscheinlich das Zentrum ihres neuen galaktischen Lebensraums erreichen und wie lange dieser Prozess dauern sollte – auch wie viele es nie erreichen.
„Romulus sagt voraus, dass sich viele supermassive Schwarze-Loch-Binärdateien nach mehreren Milliarden Jahren Orbitalentwicklung bilden, während einige SMBHs das Zentrum nie erreichen werden.“ Die Forscher schrieben in ihrer Arbeit.
„Als Ergebnis wurde festgestellt, dass Galaxien mit der Masse der Milchstraße in Romulus durchschnittlich 12 supermassereiche Schwarze Löcher beherbergen, die typischerweise weit vom galaktischen Zentrum entfernt in der Korona wandern.“
Im frühen Universum, vor etwa 2 Milliarden Jahren danach die große ExplosionDas Team fand heraus, dass die Wanderer den supermassiven Schwarzen Löchern in galaktischen Kernen zahlenmäßig überlegen sind. Das bedeutet, dass es den größten Teil des Lichts erzeugt, das wir erwarten würden, um vom Material um die aktiven SMBHs herum funkelnd zu sehen, das hell leuchtet, wenn es sich dreht und sich auf dem Schwarzen Loch ansammelt.
Es bleibt nahe seiner Keimmasse – der Masse, mit der es gebildet wurde – und könnte aus kleineren Satellitengalaxien entstanden sein, die größere Galaxien umkreisen.
Einige der Wanderer sollen laut Simulationen heute noch da sein. Im Lokaluniversum müssen einige Dinge herumlaufen.
„Wir fanden heraus, dass die Anzahl der wandernden Schwarzen Löcher ungefähr proportional zur Masse der Korona ist, sodass wir Tausende von wandernden Schwarzen Löchern in den Halos eines Galaxienhaufens erwarten würden.“ Forscher schrieben.
„Vor Ort repräsentieren diese Wanderer etwa 10 Prozent des Massenbudgets des lokalen Schwarzen Lochs, sobald die Samenmassen berücksichtigt werden.“
Diese Schwarzen Löcher müssen nicht unbedingt aktiv sein und wären daher sehr schwer zu entdecken. In einem kommenden Papier wird das Team im Detail untersuchen, wie wir diese verlorenen Wanderer überwachen können.
Dann müssen wir nur noch die fehlenden Schwarzen Löcher mit stellarer Masse und mittlerer Masse finden …
Die Suche wurde veröffentlicht in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
