Een nieuwe zoektocht onder leiding van de Montana State University heeft meer dan een dozijn massieve zwarte gaten onthuld in dwergstelsels die voorheen als te klein werden beschouwd om ze te herbergen. en verraste wetenschappers met hun locatie binnen de sterrenstelsels.

De studie, onder leiding van MSU-astrofysicus Amy Reines, doorzocht 111 dwergsterrenstelsels binnen een miljard lichtjaar van de aarde met behulp van de Karl G. Jansky Very Large Array van de National Science Foundation in het National Radio Astronomy Observatory, twee uur buiten Albuquerque in de vlaktes van New Mexico. Reines identificeerde 13 sterrenstelsels die "vrijwel zeker" enorme zwarte gaten herbergen en vond iets onverwachts:de meerderheid van de zwarte gaten bevond zich niet op de locatie die ze had verwacht.

"Alle zwarte gaten die ik eerder had gevonden, bevonden zich in de centra van sterrenstelsels, " zei Rein, een assistent-professor bij de afdeling Natuurkunde van het College of Letters and Science en een onderzoeker in het eXtreme Gravity Institute van MSU. "Deze zwierven door de buitenwijken. Ik werd weggeblazen toen ik dit zag."

Het eXtreme Gravity Institute brengt natuurkundigen en astronomen samen om fenomenen te bestuderen waarbij de zwaartekracht zo sterk is dat ze de scheiding tussen ruimte en tijd vervagen. zoals de oerknal, neutronensterren en zwarte gaten.

Er zijn twee hoofdtypen zwarte gaten, ongelooflijk dichte gebieden van de ruimte met zwaartekracht die sterk genoeg is om licht te vangen. Kleiner, stellaire zwarte gaten ontstaan ​​wanneer grote sterren sterven en zijn ongeveer 10 keer de massa van onze zon, volgens Reijnen. De andere soort, bekend als superzware of massieve zwarte gaten, zijn meestal te vinden in het centrum van sterrenstelsels en kunnen miljoenen of zelfs miljarden massa's hebben van die van onze zon. Wetenschappers weten niet hoe ze zijn gemaakt.

De melkweg, een spiraalstelsel bestaande uit ergens tussen de 100 en 400 miljard sterren, heeft een enorm zwart gat in het midden, Boogschutter A*. Dwergstelsels kunnen elke vorm hebben, maar zijn veel kleiner dan de Melkweg, met maximaal een paar miljard sterren.

Reines' resultaten bevestigen voorspellingen van recente computersimulaties door Jillian Bellovary, een assistent-professor aan het Queensborough Community College in New York en onderzoeksmedewerker bij het American Museum of Natural History, die postuleerde dat zwarte gaten vaak uit het midden van dwergstelsels kunnen zijn vanwege de manier waarop sterrenstelsels op elkaar inwerken terwijl ze door de ruimte bewegen. De bevindingen kunnen de manier waarop wetenschappers in de toekomst naar zwarte gaten in dwergsterrenstelsels zoeken, veranderen.

"We moeten zoekopdrachten uitbreiden om de hele melkweg te targeten, niet alleen de kernen waar we eerder zwarte gaten verwachtten, ' zei Rein.

Reines' papier, "Een nieuw monster van (zwervende) massieve zwarte gaten in dwergsterrenstelsels van radio-waarnemingen met hoge resolutie, " werd op 3 januari gepubliceerd in The Astrofysisch tijdschrift , en Reines rapporteerden de bevindingen tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Honolulu, Hawaii, op 5 januari.

Reines zoekt al tien jaar in de lucht naar zwarte gaten. Als afgestudeerde student aan de Universiteit van Virginia, ze concentreerde zich op stervorming in dwergstelsels, maar tijdens haar onderzoek vond ze iets anders dat haar interesse wekte:een enorm zwart gat "in een klein dwergstelsel waar het niet hoorde te zijn".

Dertig miljoen lichtjaar van de aarde, het dwergstelsel Henize 2-10 werd eerder als te klein beschouwd om een ​​enorm zwart gat te herbergen. Conventionele wijsheid vertelde ons dat alle massieve sterrenstelsels met een bolvormige component een enorm zwart gat hebben, Reine legde uit, en kleine dwergstelsels niet. Toch vond Reines er een in het centrum van het dwergstelsel. Het was een "eureka"-moment, ze zei. Haar bevindingen werden gepubliceerd in het tijdschrift Natuur in 2011 en Reines richtte haar onderzoek op het zoeken naar andere zwarte gaten in dwergstelsels.

"Toen ik met opzet naar deze dingen begon te zoeken, Ik begon een hele hoop te vinden, ' zei Rein.

Haar volgende zoektocht door het universum verschoof naar visuele gegevens in plaats van radiosignalen. Het ontdekte meer dan 100 mogelijke zwarte gaten in de eerste systematische zoektocht van een oudermonster van meer dan 40, 000 dwergstelsels. Voor haar laatste zoekopdracht, beschreven in de krant die deze maand is uitgebracht, Reines wilde teruggaan naar radiosignaturen in dat monster, waarvan ze zei dat ze haar in staat zou stellen om massieve zwarte gaten te vinden in stervormende dwergstelsels. Met beide methoden werd slechts één sterrenstelsel geïdentificeerd.

"Er zijn veel mogelijkheden om nieuwe ontdekkingen te doen, omdat het bestuderen van zwarte gaten in dwergstelsels een nieuw veld is, " zei ze. "Mensen zijn absoluut gefascineerd door zwarte gaten. Het zijn mysterieuze en fascinerende objecten."

De ontdekkingen van Reines hebben nieuwe energie gestoken in de zoektocht naar zwarte gaten in dwergstelsels, nieuwe gebieden van astrofysica openen terwijl zij en andere wetenschappers proberen te ontdekken hoe deze massieve zwarte gaten ontstaan.

"Als nieuwe ontdekkingen ons huidige begrip van de manier waarop dingen werken, doorbreken, we vinden nog meer vragen dan we eerder hadden, " zei Yves Idzerda, hoofd van de afdeling Natuurkunde aan de MSU.