Łącząc się, czarne dziury są napędzane z dużą prędkością

Fuzja…Płatność! Naukowcy potwierdzili poprzez pośrednią obserwację zachowanie charakterystyczne dla czarnych dziur, które było obserwowane do tej pory Szerokie ramy ogólnej teorii względności : Kiedy dwa z tych obiektów połączą się, otrzymują wystarczająco silne pchnięcie, aby rozbić nowo utworzoną, unikalną czarną dziurę w kosmos z niezwykłą prędkością.

Zespół naukowców kierowany przez Vijaya Varmę z Instytutu Fizyki Grawitacyjnej im. Maxa Plancka w Niemczech wraz z kolegami odkrył szybko poruszającą się czarną dziurę o masie 60 mas Słońca, przyglądając się bliżej danym z obserwatorium. Fale grawitacyjne LIGO (Interferometr laserowy z falą grawitacyjną) w Stanach Zjednoczonych, a jej odpowiednik we Włoszech, Virgo. Dzięki sygnałowi odpowiadającemu tym falom czasoprzestrzeni, który dotarł do Ziemi 29 stycznia 2020 r., grupa była w stanie prześledzić przebieg wydarzeń: poprzez zjednoczenie, dwie czarne dziury otrzymały „kopnięcie”, które rzuciło nową czarną dziurę w wysoka prędkość.

Mach 4000

Ten ostatni leciał z prędkością około 5 milionów kilometrów na godzinę, w granicach kilku milionów, czytamy w artykule opisującym odkrycie, opublikowanym w Fizyczne listy kontrolne. „1500 km/s to około 0,5% prędkości światła, co jest zbyt dużą szybkością dla czarnej dziury o masie 60 mas Słońca”komentuje Vijay Varma, skontaktowałem się z nią nauka i przyszłość. „On peut voir les wybiera autrement: il se déplace à environ 5 milionów km/h, ce qui est supérieur à Mach 4000 ! Une balle, elle, se déplace à environ 3 000 km/h. Le trou noir est donc mille fois Szybciej.”

Kiedy dwie sparowane czarne dziury obracają się do wewnątrz i łączą, emitują fale, które rozciągają i kompresują przestrzeń. Jeśli te fale grawitacyjne zostaną wystrzelone do wszechświata w określonym kierunku, czarna dziura w końcu zareaguje odbijając się, jak pistolet strzelający ponownie po wystrzeleniu pocisku. Aby oszacować prędkość odbicia wspomnianej czarnej dziury, naukowcy porównali zebrane dane z różnymi przewidywaniami dotyczącymi łączenia się czarnych dziur. Krótko mówiąc, symulacja komputerowa, która rozwiązuje równania teorii grawitacji sformułowanej przez Einsteina. Odkryli, że odbicie było tak duże, że czarna dziura mogła zostać wyrzucona ze swojego ogniska. „Jeśli założymy, że ta czarna dziura połączyła się w gromadę kulistą, prawie na pewno zostałaby usunięta ze swojego pierwotnego środowiska”potwierdza Vijay Varma.

Zapłacił… a potem zwolniony?

Les scientifiques estiment que les amas globulaires – des groupes gęstości d’étoiles et de trous noirs – sont des endroits privilégiés pour les fusions de trous noirs de masse stellaire, ceux-là mêmes 'lémes’ quiorigent par quiorigent noiripped Obliczyli również, że prawdopodobieństwo pozostania wyrzuconej czarnej dziury w gromadzie kulistej wynosi tylko 0,5%, podczas gdy czarna dziura kąpie się w innym typie gęstego środowiska, takim jak jądrowe gromady gwiazd, szansa na przylgnięcie do niej wynosi tylko 8%. O. „Należy jednak pamiętać, że inne środowiska, takie jak dyski wokół aktywnych jąder galaktycznych, również były sugerowane jako miejsca częstych połączeń i że te środowiska mogą mieć wyższe prędkości ucieczki”.Określa astrofizyka.

Fakt, że czarne dziury przesuwają się na takie odległości podczas łączenia, jest kluczową informacją dla zrozumienia, jak się tworzą Inne ciekawsze czarne dziury. I nie bez powodu: jeśli będziemy trzymać się symulacji supernowych, gwiezdne czarne dziury o masie większej niż 65 mas Słońca nie powinny istnieć. Jednak LIGO-Virgo już to zauważyło. Jednym z proponowanych wyjaśnień jest to, że te ciężkie czarne dziury mogły powstać ze zwartych czarnych dziur o masie gwiazdowej.. Ale jeśli takie „kopnięcia” są powszechne, ostateczna czarna dziura zostanie po prostu wyrzucona z pierwszej fuzji i nie będzie mogła uczestniczyć w drugiej fuzji”. Punkty Vijay Varmy. „Tylko oszacowanie częstotliwości tych kopnięć z większej liczby sygnałów fal grawitacyjnych może pomóc nam rozwiązać tę zagadkę”.

Testuj ogólną teorię względności raz za razem

Te „kopnięcia” stanowią jedno z najjaśniejszych przewidywań ogólnej teorii względności, jakie uzyskano do tej pory. I odwrotnie, jeśli obserwacje nie pasują do teorii, Model Standardowy może zostać zakwestionowany. Obserwacje te należy również poprawić wraz ze zbliżającym się uruchomieniem LISA (Interferometr laserowy anteny kosmicznej), detektor fal grawitacyjnych o niskiej częstotliwości z kosmosu, który w szczególności zauważy fuzje supermasywne czarne dziury. W ten sposób dane zebrane przez LISA mogą pomóc nam zrozumieć, w jaki sposób supermasywne czarne dziury mogły zostać wszczepione do pierwotnego wszechświata, a przede wszystkim w jaki sposób mogły osiągnąć swój obecny rozmiar.

Zwróć uwagę, że dane z LIGO i Virgo ujawniły już oznaki niewielkich kopnięć otrzymywanych przez czarne dziury. Jednak to badanie jest pierwszym, w którym doniesiono, że fale grawitacyjne zaobserwowały to wielkie uderzenie, które było tylko przewidywane.