28 'cocon' zwarte gaten gevonden in het volle zicht

Meer dan twee dozijn ontbrekende "cocon" zwarte gaten zijn herontdekt, nadat onderzoekers opnieuw naar röntgenkaarten van de lucht hadden gekeken. Al deze singulariteiten waren verkeerd geclassificeerd als verre sterrenstelsels of andere soorten zwarte gaten.

Alle 28 objecten zijn superzware zwarte gaten, miljarden keer de massa van onze zon. En ze gaan allemaal door een ontwikkelingsfase waarin ze zichzelf hullen in een donkere luchtbel van stof en ander materiaal. Die cocons verdoezelen de heldere röntgenstralen die worden uitgezonden door heet materiaal dat rond de horizon van hun gebeurtenis wervelt, het punt waarop geen terugkeer mogelijk is voor de invallende materie, waardoor ze zwakker lijken dan ze in werkelijkheid zijn. Modellen van de vorming van zwarte gaten suggereren dat er veel van dit soort zwarte gaten aan de hemel zouden moeten zijn, maar tot nu toe hadden wetenschappers er niet zoveel gezien als verwacht. Dit nieuwe onderzoek, gebaseerd op waarnemingen van een stukje van de zuidelijke hemel, suggereert dat velen van hen zich in het volle zicht verborgen hielden.

"We zeggen graag dat we deze gigantische zwarte gaten hebben gevonden, maar ze waren er echt altijd al", zei Johns Hopkins-astronoom Erini Lambrides, een doctoraalstudent die de studie leidde, in een verklaring van het Chandra X-ray Observatory..

Verwant: 9 feiten over zwarte gaten die je versteld doen staan

Om deze vermomde zwarte gaten op te sporen, vergeleken de onderzoekers röntgenfoto's van de Chandra Deep Field-South (CDF-S), een ultra-gedetailleerd röntgenbeeld van een stukje zuidelijke hemel, met infrarood en optische waarnemingen van hetzelfde stukje lucht. 

Zevenenzestig van zulke verhulde supermassieven waren al in de afbeelding aangetroffen. Maar de onderzoekers vonden 28 objecten die er vaag uitzagen in het röntgenbeeld, maar helder in infrarood en optische golflengten. Het bleken zwarte gaten te zijn in de actieve centra van sterrenstelsels die zo goed verborgen waren achter hun cocons dat ze naar de Chandra-röntgentelescoop keken als zwakkere, oudere superzware zwarte gaten of verder weg gelegen sterrenstelsels..

Verwant: De grootste onopgeloste mysteries in de natuurkunde

"Meer dan 40% van onze steekproef heeft intrinsieke obscuratie onderschat", schreven de onderzoekers in een paper dat op 15 mei werd gepubliceerd in de preprintdatabase arXiv en binnenkort in The Astrophysical Journal zou verschijnen, wat betekent dat 40% van de objecten die ze bestudeerden, zwarte gaten met een zekere mate van cocooning waar eerdere studies geen rekening mee hadden gehouden.

-Het universum: Big Bang tot nu in 10 eenvoudige stappen

-De 15 vreemdste sterrenstelsels in ons universum

-101 astronomische beelden die u versteld doen staan

Dat is om twee redenen een groot probleem, zeiden ze.

Ten eerste is de ontwikkeling van superzware zwarte gaten complex, en astrofysici begrijpen het nog steeds niet zo goed. De objecten zijn zo groot dat het moeilijk uit te leggen is hoe ze al hun massa hebben verworven, zelfs met miljarden jaren om materie op te slokken. Er is gewoon niet genoeg massa beschikbaar en het duurt even voordat een stukje massa in een zwart gat valt.

Deze nieuwe gegevens zouden theoretische modellen kunnen verbeteren van hoe de gigantische singulariteiten zich vormen, en onthullen dat zwarte gaten meer tijd in dat coconstadium doorbrengen dan eerder werd gedacht. Dat zou de geschiedenis van grote sterrenstelsels zoals de Melkweg met hun gigantische centrale zwarte gaten kunnen verhelderen.

De tweede reden heeft te maken met de "röntgenachtergrond".

Röntgenobservaties van de lucht onthullen veel verschillende objecten, maar er is ook een diffuse gloed buiten het energiebereik van röntgenstraling die Chandra - verreweg de meest geavanceerde röntgentelescoop - gemakkelijk kan detecteren. Astronomen hebben geen duidelijk beeld van deze gloed. Maar veel onderzoekers vermoeden dat er onzichtbare zwarte gaten bij betrokken zijn.

Een groter dan verwachte populatie van zwarte gaten met cocon zou enkele van de minst begrepen delen van die röntgenachtergrond kunnen helpen verklaren, schreven de onderzoekers