Astronomer från Swinburne University of Technology, Australien, och University of Minnesota Duluth, USA, har gett ett sätt för fåtöljsastronomer, och till och med grundskolebarn, att bara titta på en spiralgalax och uppskatta massan av dess dolda, centrala svarta hålet. Forskningen stöddes av Australian Research Council och har publicerats i tidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .

Med tanke på att svarta hål inte avger något urskiljbart ljus, de har traditionellt studerats genom högtekniska observationer av stjärnorna och gas som kretsar runt dem, som i sin tur ger ett mått på hur massiva de måste vara.

Nu, ny forskning baserad på dessa redan existerande mätningar har visat att ett svart håls massa kan uppskattas exakt genom att helt enkelt titta på spiralarmarna i dess värdgalax.

För nästan ett sekel sedan, Sir James Jeans och Edwin Hubble noterade hur spiralgalaxer med stora centrala utbuktningar har hårt lindade spiralarmar, medan spiralgalaxer med små utbuktningar visar vidöppna spiralarmar. Sedan dess, hundra tusen, om inte miljoner, av spiralgalaxer har klassificerats som typ Sa, Sb, sc, Sd, beroende på deras spiralarmar.

Prof Marc Seigar, Biträdande dekanus vid Swenson College of Science and Engineering vid University of Minnesota Duluth, och medförfattare till studien, upptäckte ett samband mellan det centrala svarta hålets massa och tätheten hos en galax spiralarmar för nästan ett decennium sedan.

Dr Benjamin Davis och Prof Alister Graham, från Swinburne's Center for Astrophysics and Supercomputing, ledde den nya forskningen som reviderar denna koppling mellan svarta håls massa och spiralarmsgeometri.

Efter att noggrant analyserat ett större urval av galaxer, avbildad av en rad rymdteleskop, forskarna observerade ett oväntat starkt samband, och en som förutsäger svarta hål med lägre massa i galaxer med öppna spiralarmar (typerna Sc och Sd).

"Korrelationens styrka är konkurrenskraftig med, om inte bättre än, alla våra andra metoder som används för att förutsäga svarta håls massor, " säger Dr Davis. "Vem som helst kan nu titta på en bild av en spiralgalax och omedelbart mäta hur massivt dess svarta hål ska vara."

Med tanke på att det är galaxskivorna som är värd för spiralmönstret, studien belyser det dåligt kända sambandet mellan galaxskivor och svarta hål. Dessutom, proceduren möjliggör förutsägelse av svarta hålsmassor i rena skivgalaxer utan stjärnutbuktning. "Detta innebär att svarta hål och skivorna i deras värdgalaxer måste utvecklas samtidigt, säger Dr Davis.

"Det är nu så enkelt som" b, c' för att låsa upp detta mysterium med vårt universum och avslöja de svarta hålsmassorna i spiralgalaxer, säger Prof Graham.

"Viktigt, relationen kommer också att hjälpa till att söka efter den misstänkte, men för närvarande saknas, population av svarta hål med medelmassa med massor mellan 100 och 100, 000 gånger vår sols massa. Svårt att slå fast, de har massor som är större än någon enskild stjärna, men är mindre än de supermassiva svarta hålen som växer till miljarder gånger vår sols massa i jättegalaxer, " säger prof Graham.

Arbetar inom Australian Research Councils OzGrav Center for Excellence, astronomerna har för avsikt att jaga dessa svårfångade svarta hål, och undersöka konsekvenserna för produktionen av gravitationsvågor:de krusningar i tyget av Einsteins rum-tid som först tillkännagavs av LIGO- och Jungfrusamarbetena 2016.