Astronomen van de Swinburne University of Technology, Australië, en de Universiteit van Minnesota Duluth, VS, hebben gezorgd voor een manier voor leunstoelastronomen, en zelfs basisschoolkinderen, om alleen maar naar een spiraalstelsel te kijken en de massa te schatten van zijn verborgen, centraal zwart gat. Het onderzoek werd ondersteund door de Australian Research Council en is gepubliceerd in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

Aangezien zwarte gaten geen waarneembaar licht uitstralen, ze zijn van oudsher bestudeerd via zeer technische observaties van de sterren en het gas dat eromheen draait, die op hun beurt een meting geven van hoe massief ze moeten zijn.

Nutsvoorzieningen, nieuw onderzoek op basis van deze reeds bestaande metingen heeft aangetoond dat de massa van een zwart gat nauwkeurig kan worden geschat door simpelweg te kijken naar de spiraalarmen van zijn gastheerstelsel.

Bijna een eeuw geleden, Sir James Jeans en Edwin Hubble merkten op hoe spiraalstelsels met grote centrale uitstulpingen strak gewikkelde spiraalarmen bezitten, terwijl spiraalstelsels met kleine uitstulpingen wijd open spiraalarmen vertonen. Vanaf dat moment, honderdduizenden, zo niet miljoenen, van spiraalstelsels zijn geclassificeerd als type Sa, sb, sch, sd, afhankelijk van hun spiraalarmen.

Prof Marc Seigar, Associate Dean van het Swenson College of Science and Engineering aan de University of Minnesota Duluth, en co-auteur van de studie, ontdekte bijna tien jaar geleden een verband tussen de massa van het centrale zwarte gat en de strakheid van de spiraalarmen van een melkwegstelsel.

Dr. Benjamin Davis en Prof. Alister Graham, van Swinburne's Centrum voor Astrofysica en Supercomputing, leidde het nieuwe onderzoek naar de herziening van dit verband tussen de massa van een zwart gat en de geometrie van de spiraalarm.

Na zorgvuldige analyse van een grotere steekproef van sterrenstelsels, in beeld gebracht door een reeks ruimtetelescopen, zagen de onderzoekers een onverwacht sterke relatie, en een die zwarte gaten met een lagere massa voorspelt in sterrenstelsels met open spiraalarmen (type Sc en Sd).

"De sterkte van de correlatie is concurrerend met, zo niet beter dan, al onze andere methoden die worden gebruikt om de massa's van zwarte gaten te voorspellen, " zegt Dr. Davis. "Iedereen kan nu naar een afbeelding van een spiraalstelsel kijken en onmiddellijk inschatten hoe zwaar zijn zwarte gat zou moeten zijn."

Aangezien het de schijven van sterrenstelsels zijn die het spiraalpatroon herbergen, de studie belicht het weinig bekende verband tussen schijven van sterrenstelsels en zwarte gaten. Bovendien, de procedure maakt de voorspelling mogelijk van de massa van zwarte gaten in zuivere schijfsterrenstelsels zonder stellaire uitstulping. "Dit houdt in dat zwarte gaten en de schijven van hun gastheerstelsels samen moeten evolueren, ", zegt dokter Davis.

"Het is nu zo eenvoudig als 'een, B, c' om dit mysterie van ons heelal te ontsluiten en de massa's van zwarte gaten in spiraalstelsels te onthullen, " zegt prof Graham.

"Belangrijk, de relatie helpt ook bij het zoeken naar de verdachte, maar momenteel vermist, populatie van middelzware zwarte gaten met massa's tussen 100 en 100, 000 keer de massa van onze zon. Moeilijk vast te leggen, ze hebben een massa die groter is dan die van een enkele ster, maar kleiner zijn dan de superzware zwarte gaten die in gigantische sterrenstelsels tot miljarden keren de massa van onze zon groeien, " zegt prof Graham.

Werkend binnen het OzGrav Centre for Excellence van de Australian Research Council, de astronomen zijn van plan deze ongrijpbare zwarte gaten op te sporen, en implicaties voor de productie van zwaartekrachtsgolven te onderzoeken:die rimpelingen in het weefsel van Einsteins ruimte-tijd die voor het eerst werden aangekondigd door de LIGO- en Virgo-samenwerkingen in 2016.