science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Wetenschappers ontdekken dat zwarte gaten verbazingwekkend grote afmetingen kunnen bereiken

Deze computer-gesimuleerde afbeelding toont een superzwaar zwart gat in de kern van een melkwegstelsel. Het zwarte gebied in het midden vertegenwoordigt de waarnemingshorizon van het zwarte gat, waar geen licht kan ontsnappen aan de zwaartekracht van het massieve object. De krachtige zwaartekracht van het zwarte gat vervormt de ruimte eromheen als een funhouse-spiegel. Licht van achtergrondsterren wordt uitgerekt en uitgesmeerd terwijl de sterren langs het zwarte gat scheren. Credits:NASA, ESA, en D. Coe, J. Anderson, en R. van der Marel (STScI)

Een recente studie suggereert het mogelijke bestaan ​​van 'ontzettend grote zwarte gaten' of SLABS, zelfs groter dan de superzware zwarte gaten die al in de centra van sterrenstelsels zijn waargenomen.

Het onderzoek, onder leiding van Queen Mary Emeritus Professor Bernard Carr in de School of Physics and Astronomy, samen met F. Kühnel (Münich) en L. Visinelli (Frascati), onderzocht hoe deze SLAB's zich konden vormen en mogelijke limieten voor hun grootte.

Hoewel er aanwijzingen zijn voor het bestaan ​​van superzware zwarte gaten (SMBH's) in galactische kernen - met massa's van een miljoen tot tien miljard keer die van de zon - hebben eerdere studies een bovengrens voor hun grootte gesuggereerd vanwege onze huidige kijk op hoe dergelijke zwarte gaten ontstaan ​​en groeien.

Het bestaan ​​van nog grotere SLABS zou onderzoekers een krachtig hulpmiddel kunnen bieden voor kosmologische tests en ons begrip van het vroege heelal kunnen verbeteren.

Bestaande ideeën uitdagen

Er wordt algemeen aangenomen dat SMBH's zich in een gastmelkwegstelsel vormen en tot hun grote afmetingen groeien door sterren en gas uit hun omgeving op te slikken of te versmelten met andere zwarte gaten. In dit geval, er is een bovengrens, iets meer dan tien miljard zonsmassa's, op hun massa.

In dit onderzoek, de onderzoekers stellen een andere mogelijkheid voor hoe SMBH's kunnen worden gevormd, die deze limiet zouden kunnen omzeilen. Ze suggereren dat dergelijke SLAB's 'primordiaal, "vorming in het vroege heelal, en ruim voor sterrenstelsels.

Omdat 'primordiale' zwarte gaten niet ontstaan ​​uit een instortende ster, ze kunnen een breed scala aan massa's hebben, waaronder zeer kleine en verbazingwekkend grote.

Professor Bernard Carr zei:"We weten al dat zwarte gaten bestaan ​​over een groot aantal massa's, met een SMBH van vier miljoen zonsmassa's die zich in het centrum van onze eigen melkweg bevinden. Hoewel er momenteel geen bewijs is voor het bestaan ​​van SLAB's, het is denkbaar dat ze zouden kunnen bestaan ​​en dat ze zich ook buiten sterrenstelsels in de intergalactische ruimte zouden kunnen bevinden, met interessante observatiegevolgen. Echter, verrassend genoeg, het idee van SLAB's is tot nu toe grotendeels verwaarloosd."

"We hebben opties voorgesteld voor hoe deze SLAB's kunnen worden gevormd, en hopen dat ons werk discussies onder de gemeenschap zal beginnen te motiveren."

Donkere materie begrijpen

Men denkt dat donkere materie ongeveer 80 procent van de gewone massa van het heelal uitmaakt. Hoewel we het niet kunnen zien, onderzoekers denken dat donkere materie bestaat vanwege de zwaartekrachtseffecten op zichtbare materie, zoals sterren en sterrenstelsels. Echter, we weten nog steeds niet wat de donkere materie is.

Primordiale zwarte gaten zijn een van de potentiële kandidaten. Het idee van hun bestaan ​​kan worden teruggevoerd tot de jaren zeventig, toen professor Carr en professor Stephen Hawking suggereerden dat in de eerste momenten van het heelal fluctuaties in de dichtheid ervan ertoe hadden kunnen leiden dat sommige regio's tot zwarte gaten zouden instorten.

"SLAB's zelf konden de donkere materie niet leveren, " zei professor Carr, "maar als ze al bestaan, het zou belangrijke implicaties hebben voor het vroege heelal en zou het aannemelijk maken dat lichtere oerzwarte gaten dit zouden kunnen doen."