快速射电暴揭示隐藏在黑暗中的两个中等质量黑洞

恒星质量黑洞与星系中心的超大质量黑洞之间一直存在着宇宙清单上的持久空白。质量从数百到数万太阳质量不等的中等质量黑洞,一直令人沮丧地难以捉摸。

如今,一支天文学家团队在快速射电暴的动态频谱中发现了两个有希望的候选者。

利用CHIME/FRB第二版目录数据,由周欢领导的研究人员开发了一套管道,用于搜索FRB信号中的引力微透镜特征。当FRB经过一个大质量致密天体附近时,该天体的引力会弯曲和聚焦射电波,在暴的动态频谱中产生干涉图案,从而揭示透镜的质量。

两个候选体

该团队识别出两个这样的特征。FRB 20190131D似乎被一个质量为280至467太阳质量的天体透镜化。FRB 20211115A指向一个539至609太阳质量的透镜。两者都明确地落在中等质量范围内,弥合了大约10太阳质量的恒星质量黑洞与数百万太阳质量以上的超大质量黑洞之间的差距。

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Make a difference

如果这些FRB的视线方向上没有 intervening星系,那么这两个天体可能是原初起源的孤立中等质量黑洞,这意味着它们是在大爆炸后不久形成的,而非通过恒星坍缩。在这种情况下,这一质量范围内的原初黑洞将约占暗物质的4%。

干净的探测手段

FRB微透镜提供了一种干净的方法来探测暗弱而致密的天体,这些天体用望远镜是无法看到的。与依赖引力波特征或吸积产生的X射线发射的传统中等质量黑洞搜索不同,无论黑洞是否在活跃地吸积物质,微透镜都能工作。

该技术也有注意事项。团队警告说,在将这种方法完全确立为标准工具之前,更深入地理解FRB发射机制是否能产生类透镜信号至关重要。

如果这些候选体不是真正的透镜事件,那么300太阳质量以上的中等质量原初黑洞的上限大约为暗物质的13%(95%置信度)。

这些发现于7月23日作为修订版预印本发表在arXiv上。

婷 翻译

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