Sudah tiba masanya untuk mencari semua lubang hitam yang hilang.
Itulah hujah yang dikemukakan oleh sepasang ahli astrofizik Jepun, yang menulis sebuah kertas yang mencadangkan pencarian baru untuk berjuta-juta "lubang hitam terisolasi" (IBH) yang mungkin mengisi galaksi kita. Lubang-lubang hitam ini, hilang dalam kegelapan, menyerap benda dari medium interstellar - habuk dan benda lain yang mengambang di antara bintang-bintang. Tetapi proses itu tidak cekap, dan banyak perkara itu akan diusir ke angkasa dengan kelajuan tinggi. Oleh kerana aliran keluar itu berinteraksi dengan persekitaran sekitar, para penyelidik menulis, ia harus menghasilkan gelombang radio yang teleskop radio manusia dapat mengesan. Dan jika ahli astronomi boleh menyaring gelombang itu dari semua bunyi yang berada di seluruh galaksi, mereka mungkin dapat melihat lubang-lubang hitam yang tidak kelihatan ini.
"Cara yang wajar untuk memerhati IBH adalah melalui pelepasan sinar-X mereka," para penyelidik menulis di dalam kertas mereka, yang belum lagi diperiksa secara rasmi dan yang mereka buat pada 1 Julai sebagai preprint pada arXiv.
Kenapa begitu? Sebagai lubang hitam menghisap perkara dari angkasa, perkara itu di pinggirnya mempercepat dan membentuk apa yang dikenali sebagai cakera akretion. Masalah dalam cakera itu menggosok ke arah dirinya ketika berputar ke arah ufuk peristiwa - titik lubang hitam tidak ada pengembalian - meludah keluar sinar X dalam proses. Tetapi lubang hitam terpencil, yang kecil berbanding dengan lubang hitam supermasif, tidak memancarkan banyak sinar X dengan cara ini. Tidak semestinya perkara atau tenaga yang mencukupi dalam cakera akrilik mereka untuk menghasilkan tandatangan X-ray yang besar. Dan carian yang lalu untuk IBH menggunakan X-ray gagal menghasilkan keputusan yang konklusif.
"Aliran keluar ini mungkin boleh membuat IBH dapat dikesan dalam jangka panjang lain," kata penyelidik, Daichi Tsuna dari University of Tokyo dan Norita Kawanaka dari Kyoto University, menulis dalam kertas mereka. "Aliran keluar dapat berinteraksi dengan perkara sekitar dan membuat kejutan tanpa kejutan yang kuat di antara muka. Kejutan ini dapat menguatkan medan magnet dan mempercepatkan elektron, dan elektron ini mengeluarkan radiasi synchrotron dalam gelombang radio."
Dengan kata lain, aliran keluar yang meluncur melalui medium interstellar harus mendapatkan elektron bergerak pada kelajuan yang menghasilkan gelombang radio.
"Kertas menarik," kata Simon Portegies Zwart, ahli astrofisika di Leiden University di Belanda, yang tidak terlibat dalam penyelidikan Tsuna dan Kawanaka. Portegies Zwart juga telah mengkaji persoalan IBHs, yang juga dikenali sebagai lubang hitam pertengahan-massal (IMBHs).
"Ia akan menjadi cara terbaik untuk mencari IMBHs," kata Portegies Zwart kepada Live Science. "Saya fikir dengan LOFAR, kajian sedemikian mungkin sudah mungkin, tetapi kepekaan mungkin menimbulkan masalah."
IBHs, Portegies Zwart menjelaskan, dianggap sebagai "pautan yang hilang" di antara kedua-dua jenis ahli astronomi lubang hitam yang dapat mengesan: lubang-lubang hitam massal yang boleh menjadi dua hingga mungkin 100 kali saiz matahari kita, dan lubang hitam supermasif, binatang gergasi yang hidup di teras galaksi dan beratus ribu kali saiz matahari kita.
Lubang hitam besar-besaran kadang-kadang dapat dikesan dalam sistem binari dengan bintang tetap, kerana sistem perduaan boleh menghasilkan gelombang graviti dan bintang pendamping boleh menyediakan bahan api untuk letupan sinar X besar. Dan lubang-lubang hitam supermasif mempunyai cakera-cakera akrilik yang memancarkan tenaga yang begitu banyak sehingga para astronom dapat mengesan dan memotret mereka.
Tetapi IBHs, di tengah-tengah antara kedua-dua jenis lain, jauh lebih sukar untuk dikesan. Ada segelintir benda di angkasa yang mengesyaki ahli astronomi mungkin IBH, tetapi hasilnya tidak pasti. Tetapi penyelidikan masa lalu, termasuk kertas 2017 dalam notis Bulanan Notis Persatuan Astronomi Diraja, yang ditulis oleh Portegies Zwart, mencadangkan berjuta-juta mereka boleh bersembunyi di sana.
Tsuna dan Kawanaka menulis bahawa prospek terbaik untuk tinjauan radio IBH mungkin melibatkan menggunakan Square Kilometer Array (SKA), teleskop radio pelbagai bahagian yang akan dibina dengan bahagian di Afrika Selatan dan Australia. Ia dijangka mempunyai jumlah pengumpulan gelombang radio sebanyak 1 kilometer persegi (0.39 mil persegi). Para penyelidik menganggarkan bahawa sekurang-kurangnya 30 IBH memancarkan gelombang radio yang SKA dapat mengesan semasa fasa pertama, bukti-konsepnya, yang dijadualkan pada 2020. Di jalan, mereka menulis, SKA lengkap (yang dijadualkan untuk pertengahan tahun 2020) mesti dapat mengesan sehingga 700.
Bukan sahaja SKA dapat melihat gelombang radio dari IBH ini, mereka menulis, ia juga sepatutnya dapat menganggarkan jarak jauh kepada kebanyakan mereka. Apabila tiba masanya, akhirnya, semua lubang hitam yang hilang ini seharusnya mula bersembunyi.
