Det er på tide å finne alle de manglende sorte hullene.
Det er argumentet som er fremført av et par japanske astrofysikere, som skrev et papir som foreslo et nytt søk etter millioner av "isolerte sorte hull" (IBH) som sannsynligvis befolker vår galakse. Disse svarte hullene, mistet i mørket, nipper til stoff fra det interstellare mediet - støvet og andre ting som flyter mellom stjerner. Men den prosessen er ineffektiv, og mye av saken blir utvist ut i verdensrommet i høye hastigheter. Når utstrømningen samhandler med omgivelsene, skrev forskerne, skulle den produsere radiobølger som menneskelige radioteleskoper kan oppdage. Og hvis astronomer kan sile ut disse bølgene fra all støyen som er i resten av galaksen, kan de kanskje se disse usettede sorte hullene.
"En naiv måte å observere IBHer på er gjennom røntgenutslippene deres," skrev forskerne i papiret, som ennå ikke er blitt formelt fagfellevurdert og som de gjorde tilgjengelig 1. juli som et forhåndstrykk på arXiv.
Hvorfor det? Når sorte hull suger saken fra verdensrommet, akselererer den saken i utkanten og danner det som er kjent som en akkresjonsskive. Saken på den disken gnir mot seg selv mens den snurrer mot hendelseshorisonten - et svart hulls punkt uten tilbakevending - som spytter ut røntgenstråler i prosessen. Men isolerte sorte hull, som er små sammenlignet med supermassive sorte hull, avgir ikke mye røntgenstråler på denne måten. Det er rett og slett ikke nok materie eller energi i skiltingsplatene til å lage store røntgenunderskrifter. Og tidligere søk etter IBH-er med røntgenstråler har ikke klart å gi endelige resultater.
"Disse utstrømmene kan muligens gjøre IBH-ene detekterbare i andre bølgelengder," skrev forskerne, Daichi Tsuna fra University of Tokyo og Norita Kawanaka fra Kyoto University, i papiret. "Utstrømmene kan samhandle med omgivelsene og skape sterke kollisjonsløse støt ved grensesnittet. Disse sjokkene kan forsterke magnetiske felt og akselerere elektroner, og disse elektronene avgir synkrotronstråling i radiobølgelengden."
Med andre ord, utstrømningen som glir gjennom det interstellare mediet, bør få elektroner til å bevege seg i hastigheter som produserer radiobølger.
"Interessant papir," sa Simon Portegies Zwart, en astrofysiker ved Leiden University i Nederland, som ikke var involvert i Tsuna og Kawanakas forskning. Portegies Zwart har også studert spørsmålet om IBHer, også kjent som mellomliggende massehull (IMBH).
Portegies Zwart sa til Live Science. "Jeg tenker at med LOFAR burde slik forskning allerede være mulig, men følsomheten kan utgjøre et problem."
IBH-er, forklarte Portegies Zwart, er tenkt som en "manglende kobling" mellom de to typene sorte hull astronomer kan oppdage: svarte hull i stjernemasse som kan være to til muligens 100 ganger størrelsen på solen vår, og supermassive sorte hull, de gargantuanske dyrene som lever ved kjernene til galakser og er hundretusenvis av ganger så stor som solen vår.
Svarte hull i stjernemasse kan tidvis detekteres i binære systemer med vanlige stjerner, fordi de binære systemene kan produsere gravitasjonsbølger og følgesvennstjerner kan gi drivstoff for store røntgenbilder. Og supermassive sorte hull har akkresjonsskiver som avgir så mye energi at astronomer kan oppdage og til og med fotografere dem.
Men IBH-er, i mellomtone mellom de to andre typene, er langt vanskeligere å oppdage. Det er en håndfull objekter i verdensrommet som astronomer mistenker å være IBH-er, men resultatene er usikre. Men tidligere forskning, inkludert en artikkel fra 2017 i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, som Portegies Zwart var medforfatter, antyder at millioner av dem kan gjemme seg der ute.
Tsuna og Kawanaka skrev at det beste utsiktene for en radioundersøkelse av IBH-er sannsynligvis innebærer bruk av Square Kilometer Array (SKA), et flerdelet radioteleskop som skal bygges med seksjoner i Sør-Afrika og Australia. Det er beregnet å ha et samlet radiobølgesamlingsareal på 1 kvadratkilometer. Forskerne anslår at minst 30 IBHer avgir radiobølger som SKA vil kunne oppdage i løpet av sin første, proof-of-concept-fase, som er planlagt i 2020. Under veien, skrev de, den komplette SKA (planlagt for midten av 2020-tallet) skal kunne oppdage opp til 700.
Ikke bare skal SKA kunne oppdage radiobølger fra disse IBH-ene, skrev de, men den skal også kunne estimere avstanden til mange av dem nøyaktig. Når den tid kommer, endelig, skulle alle disse manglende sorte hullene begynne å komme ut av skjul.
