Bevindingen van een onderzoek van het Rochester Institute of Technology leveren verder bewijs dat de buitenwijken van spiraalvormige sterrenstelsels massieve zwarte gaten herbergen. Deze over het hoofd geziene gebieden zijn nieuwe plaatsen om zwaartekrachtsgolven te observeren die ontstaan ​​wanneer de massieve lichamen botsen, melden de auteurs.

De studie draait de tijd terug op massieve zwarte gaten door hun zichtbare voorlopers te analyseren - supernova's met instortende kernen. Het langzame verval van deze massieve sterren zorgt voor heldere handtekeningen in het elektromagnetische spectrum voordat stellaire evolutie eindigt in zwarte gaten.

Met behulp van gegevens van de Lick Observatory Supernova Search, een overzicht van nabije sterrenstelsels, het team vergeleek de snelheid van supernova's in buitenste spiraalstelsels met die van bekende gastheren - dwerg-/satellietstelsels - en vond vergelijkbare aantallen voor typische spiraalvormige buitenwijken en typische dwergstelsels, ruwweg twee kern-instorting supernovae per millennium.

De studie, "Supernovasnelheid voorbij de optische straal, " zal verschijnen in een aankomend nummer van Astrofysische journaalbrieven .

Lage niveaus van elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium in dwerg-/satellietstelsels scheppen gunstige omstandigheden voor de vorming van massieve zwarte gaten en vormen binaire paren. Een vergelijkbare galactische omgeving in de buitenste schijven van spiraalstelsels creëert ook waarschijnlijke jachtgebieden voor massieve zwarte gaten, zei Sukanya Chakrabarti, hoofdauteur en assistent-professor aan de RIT School of Physics and Astronomy.

"Als deze supernovae die instorten de voorlopers zijn van de binaire zwarte gaten die zijn gedetecteerd door LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), dan hebben we een betrouwbare methode gevonden om de gaststerrenstelsels van LIGO-bronnen te identificeren, ", zei Chakrabarti. "Omdat deze zwarte gaten in een vroeger stadium van hun leven een elektromagnetische tegenhanger hebben, we kunnen hun locatie in de lucht lokaliseren en kijken naar enorme zwarte gaten."

De bevindingen van het onderzoek vormen een aanvulling op het onderzoek van Chakrabarti uit 2017, waaruit bleek dat de buitenste delen van spiraalstelsels zouden kunnen bijdragen aan LIGO-detectiesnelheden. De regio's vormen sterren met een vergelijkbare snelheid als dwergstelsels en hebben een laag gehalte aan zware elementen, het creëren van een gunstig huis voor massieve zwarte gaten. De huidige studie isoleert potentiële kandidaten binnen deze gunstige galactische omgevingen.

"We zien nu dat dit beide belangrijke bijdragers zijn, "Zei Chakrabarti. "De volgende stap is om diepere onderzoeken te doen om te zien of we de snelheid kunnen verbeteren."

Co-auteur Brennan Dell, een recent afgestudeerde van RIT's computerwetenschappenprogramma, analyseerde de gegevens met Chakrabarti tijdens zijn niet-gegradueerde co-op.

"Dit werk kan ons helpen te bepalen welke sterrenstelsels uitkijken naar elektromagnetische tegenhangers van massieve zwarte gaten, ' zei Dell.