โดย Rafi Letzter เผยแพร่กรกฎาคม 31, 2019
ถึงเวลาที่จะหาหลุมดําที่หายไปทั้งหมดนั่นคือข้อบาคาร่าโต้แย้งที่ก้าวหน้าโดยนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวญี่ปุ่นคู่หนึ่งซึ่งเขียนบทความที่เสนอการค้นหาใหม่สําหรับ “หลุมดําที่แยกได้” (IBHs) นับล้านที่น่าจะอาศัยอยู่ในกาแลคซีของเรา หลุมดําเหล่านี้หายไปในความมืดจิบสสารจากสื่อระหว่างดวงดาว – ฝุ่นและสิ่งอื่น ๆ ที่ลอยอยู่ระหว่างดวงดาว แต่กระบวนการนั้นไม่มีประสิทธิภาพและเรื่องจํานวนมากถูกขับออกสู่อวกาศด้วยความเร็วสูง เนื่องจากการไหลออกนั้นมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมโดยรอบนักวิจัยเขียนว่าควร
ผลิตคลื่นวิทยุที่กล้องโทรทรรศน์วิทยุของมนุษย์สามารถตรวจจับได้ และหากนักดาราศาสตร์สามารถ
ลอดคลื่นเหล่านั้นออกจากเสียงทั้งหมดที่อยู่ในกาแล็กซีที่เหลือได้”วิธีที่ไร้เดียงสาในการสังเกต IBHs คือผ่านการปล่อยรังสีเอกซ์” นักวิจัยเขียนไว้ในบทความของพวกเขา ซึ่งยังไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างเป็นทางการจากเพื่อนและที่พวกเขาเผยแพร่เมื่อวันที่ 1 กรกฎาคมเป็นการพิมพ์ล่วงหน้าบน arXiv [9 ไอเดียเกี่ยวกับหลุมดําที่จะทําให้คุณทึ่ง]ทําไมถึงเป็นเช่นนั้น? เมื่อหลุมดําดูดสสารจากอวกาศสสารนั้นที่ขอบของมันก็จะเร่งตัวขึ้นและสร้างสิ่งที่เรียกว่าดิสก์เพิ่มจํานวน เรื่องในดิสก์นั้นถูกับตัวเองในขณะที่มันหมุนไปทางขอบฟ้าเหตุการณ์ซึ่งเป็นจุดที่ไม่มีวันกลับของหลุมดํา – คายรังสีเอกซ์ออกมาในกระบวนการ แต่หลุมดําที่แยกได้ซึ่งมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับหลุมดํามวลยวดยิ่งไม่ปล่อยรังสีเอกซ์ออกมาอย่างมากด้วยวิธีนี้ มีสสารหรือพลังงานไม่เพียงพอในดิสก์การเพิ่มของพวกเขาเพื่อสร้างลายเซ็น X-ray ขนาดใหญ่ และการค้นหา IBHs ที่ผ่านมาโดยใช้รังสีเอกซ์ล้มเหลวในการสร้างผลลัพธ์ที่สรุปได้
”การไหลออกเหล่านี้อาจทําให้ IBHs สามารถตรวจจับได้ในช่วงความยาวคลื่นอื่น ๆ ” นักวิจัย Daichi Tsuna จากมหาวิทยาลัยโตเกียวและ Norita Kawanaka จากมหาวิทยาลัยเกียวโตเขียนไว้ในบทความของพวกเขา “การไหลออกสามารถโต้ตอบกับสสารโดยรอบและสร้างแรงกระแทกที่ไม่มีการชนกันอย่างรุนแรงที่อินเทอร์เฟซ แรงกระแทกเหล่านี้สามารถขยายสนามแม่เหล็กและเร่งอิเล็กตรอนและอิเล็กตรอนเหล่านี้ปล่อยรังสีซิงโครตรอนในความยาวคลื่นวิทยุ” [9 ข้อเท็จจริงแปลก ๆ เกี่ยวกับหลุมดํา]
กล่าวอีกนัยหนึ่งการไหลออกที่เลื่อนผ่านตัวกลางระหว่างดวงดาวควรได้รับอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่สร้างคลื่นวิทยุ”บทความที่น่าสนใจ” ไซมอน พอร์เตกีส์ ซวาร์ต นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยไลเดนในเนเธอร์แลนด์กล่าว ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยของสึนะและคาวานากะ Portegies Zwart ยังได้ศึกษาคําถามของ IBHs หรือที่เรียกว่าหลุมดํามวลกลาง (IMBHs)
”มันจะเป็นวิธีที่ดีในการหา IMBHs” Portegies Zwart บอกกับ Live Science “ฉันคิดว่าด้วย LOFAR
[อาร์เรย์ความถี่ต่ําในเนเธอร์แลนด์] การวิจัยดังกล่าวควรเป็นไปได้แล้ว แต่ความไวอาจก่อให้เกิดปัญหาได้”IBHs, Portegies Zwart อธิบายว่าคิดว่าเป็น “ความเชื่อมโยงที่ขาดหายไป” ระหว่างหลุมดําทั้งสองประเภทที่นักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับได้: หลุมดํามวลดาวฤกษ์ที่มีขนาดสองถึง 100 เท่าของดวงอาทิตย์ของเราและหลุมดํามวลยวดยิ่งสัตว์ร้ายที่อาศัยอยู่ที่แกนกลางของกาแลคซีและมีขนาดหลายแสนเท่าของดวงอาทิตย์ของเรา
หลุมดํามวลดาวฤกษ์สามารถตรวจจับได้เป็นครั้งคราวในระบบไบนารีที่มีดาวฤกษ์ปกติเนื่องจากระบบไบนารีสามารถผลิตคลื่นความโน้มถ่วงและดาวสหายสามารถให้เชื้อเพลิงสําหรับการระเบิดของรังสีเอกซ์ขนาดใหญ่ และหลุมดํามวลยวดยิ่งมีดิสก์เพิ่มพลังที่ปล่อยพลังงานออกมามากจนนักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับและถ่ายภาพได้
แต่ IBHs ในช่วงกลางระหว่างสองประเภทอื่น ๆ นั้นตรวจจับได้ยากกว่ามาก มีวัตถุจํานวนหนึ่งในอวกาศที่นักดาราศาสตร์สงสัยว่าอาจเป็น IBHs แต่ผลลัพธ์เหล่านั้นไม่แน่นอน แต่การวิจัยที่ผ่านมารวมถึงบทความปี 2017 ในวารสารประกาศรายเดือน ของ Royal Astronomical Society ซึ่ง Portegies Zwart ร่วมเขียนชี้ให้เห็นว่าพวกเขาหลายล้านคนอาจซ่อนตัวอยู่ที่นั่น
สึนะและคาวานากะเขียนว่าโอกาสที่ดีที่สุดสําหรับการสํารวจทางวิทยุของ IBHs อาจเกี่ยวข้องกับการใช้ Square Kilometre Array (SKA) ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุหลายส่วนเนื่องจากสร้างขึ้นด้วยส่วนต่างๆในแอฟริกาใต้และออสเตรเลีย มีกําหนดมีพื้นที่เก็บคลื่นวิทยุทั้งหมด 1 ตารางกิโลเมตร (0.39 ตารางไมล์) นักวิจัยประเมินว่า IBHs อย่างน้อย 30 ตัวปล่อยคลื่นวิทยุที่ SKA จะสามารถตรวจจับได้ในช่วงแรกซึ่งเป็นขั้นตอนพิสูจน์แนวคิดซึ่งมีกําหนดในปี 2020 พวกเขาเขียนว่า SKA ฉบับสมบูรณ์ (กําหนดไว้ในช่วงกลางปี 2020) ควรจะสามารถตรวจจับได้ถึง 700 ตัวบาคาร่า
