Astronomi tikko atklāja 2 supermasīvus melnos caurumus sadursmes ceļā

(Goulding et al., Astrophysical Journal Letters, 2019)

Pateicotiesgravitācijas viļņu astronomija, mēs iegūstam labāku izpratni par to, kas notiek, kad melnie caurumi saduras. Taču cieši riņķojošie melnie caurumi rada tikai pietiekami spēcīgus viļņus telpā-laikā, lai tos varētu noteikt tieši pirms to sabrukšanas. Kas notiek pirms tam? Mēs varam tikai ekstrapolēt.

Bet jauns atklājums varētu to visu mainīt. Galaktikā, kas atrodas nedaudz vairāk kā 2,5 miljardu gaismas gadu attālumā, astronomi ir pamanījuši divus supermasīvus melnos caurumus, kas paredzēti milzīgam sagraušanai.

Nevajag pārāk satraukties. Viņi joprojām atrodas diezgan tālu viens no otra, un astronomi lēš, ka var paiet vēl 2,5 miljardi gadu, līdz tie satiksies. Bet mēs joprojām varam daudz ko mācīties no viņiem, pat ja mēs nebūsim tuvumā, lai redzētu uguņošanu.

Šī atklājuma lielākais solījums ir tuvināt mūs, lai noskaidrotu gravitācijas viļņu fons , hipotētiska zemas frekvences dūkoņa gravitācijas viļņi no tādiem avotiem kā supermasīvie melnie caurumi, kas tikko saplūst.

Šis troksnis vēl nav atklāts — tas ir ārpus mūsu pašreizējo instrumentu diapazona. Bet tagad, kad mūsu redzeslokā ir reāls supermasīvu melno caurumu pāris, to raksturlielumi sniedz astronomiem aplēses par to, cik daudz šādu pāru varētu būt, iespējams, padarot to. gravitācijas vilnis fona troksnis.

'Tas ir mazliet kā haotisks kriketu koris, kas čivina naktī,' teica astrofiziķis Endijs Gouldings no Prinstonas universitātes . 'Jūs nevarat atšķirt vienu kriketu no cita, taču trokšņa stiprums palīdz novērtēt, cik kriketu tur ir.'

Šī trokšņa izpratne varētu palīdzēt mums noskaidrot, vai supermasīvie melnie caurumi vispār saplūst.

Līdz šim mūsu melnais caurums sadursmju atklāšana ir bijusi daudz mazāk dramatiska zvaigžņu masas melnie caurumi ; uzlīdz šim spēcīgākā gravitācijas viļņu noteikšanabija sadursme starp melnajiem caurumiem, kas attiecīgi 50 un 34 reizes pārsniedz Saules masu.

Supermasīvie melnie caurumi ir pavisam cita kategorija. Tiek lēsts, ka katrs šajā jaunatklātajā pārī ir 400 miljonu reižu lielāks par Saules masu; un katrs no tiem ir galaktikas kodols, abi satiekoties galaktikas sadursmē.

Kā izskatīsies galaktikas kodols? Vai tas būs viens milzīgs supermasīvs melnais caurums, kas 800 miljardu reižu lielāks par Saules masu, vai, tuvojoties vienam otram, abi melnie caurumi iestrēgs viens ar otru pastāvīgā orbītā?

'Tas ir liels apmulsums astronomijai, ka mēs nezinām, vai supermasīvie melnie caurumi saplūst.' sacīja astrofiziķe Dženija Grīna no Prinstonas universitātes . 'Ikvienam melno caurumu fizikā, novērojot, šī ir ilgstoša mīkla, kas mums jāatrisina.'

Saskaņā ar teorētisko modelēšanu, divām galaktikām saplūstot, to melnie caurumi neglābjami savelkas kopā, pārnesot savu orbītas enerģiju uz apkārtējo gāzi un zvaigznēm un tādējādi riņķojot pa arvien ciešāku spirāli.

Mēs zinām, ka zvaigžņu masas melno caurumu pāri galu galā sanāks kopā un veidos vienu objektu, taču ar supermasīviem melnajiem caurumiem pastāv problēma.

Samazinoties viņu orbītai, samazinās arī telpas apgabals, uz kuru viņi var nodot enerģiju. Līdz brīdim, kad tie atrodas viena parseka attālumā (apmēram 3,2 gaismas gadi), teorētiski šis kosmosa reģions vairs nav pietiekami liels, lai atbalstītu turpmāku orbītas sabrukšanu, tāpēc tie paliek stabilā binārā orbītā - potenciāli miljardiem gadu. To sauc par galīgā parseka problēma .

Ja mēs varētu redzēt bināro galaktikas kodolu, mēs varētu atrisināt šo problēmu, taču viena parseka attālumā saduras melnie caurumi būtu pārāk tuvu viens otram, lai tos atšķirtu (lai gan ir pamanīts viens kandidāts )… un labi, jūs zināt, cik grūti tas irredzēt melno caurumupavisam.

Šis jaunatklātais pāris joprojām atrodas aptuveni 430 parseku (1400 gaismas gadu) attālumā viens no otra, tāpēc tie tieši neatrisinās galīgo parseku problēmu, taču tie joprojām ir noderīgi, jo ir devuši pētniekiem labāku aplēsi par to, cik ilgs laiks nepieciešams pirms šāda veida sadursme sāktu radīt nosakāmus gravitācijas viļņus.

Mēs vēl neesam tur. Taču, analizējot šo jaunatklāto melno caurumu pāri hipotētiskā gravitācijas viļņa fona kontekstā, komanda spēja iegūt aptuveni 112 supermasīvu melno caurumu, kas apvienojas, noteikšanas attālumā no Zemes.

Tas ir pietiekami daudz, lai mēs varētu pirmo reizi noteikt gravitācijas viļņu fonu pēc dažiem gadiem.

Ja gravitācijas viļņu fons ir pilns ar troksni no supermasīviem melno caurumu pāriem, tad kaut kādā veidā viņiem patiešām izdodas aizvērt pēdējo parseku starp tiem.

Un, ja mēs nekonstatējam šo troksni, iespējams, ka parseks patiešām paliek nepārvarams.

Pētījums ir publicēts Astrophysical Journal Letters .

Populārākas Kategorijas: Vidi , Veselība , Tech , Skaidrotājs , Daba , Viedoklis , Cilvēkiem , Telpa , Dabu , Fizika ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.