Nenavaden gravitacijski signal, zaznan iz čudnega para črnih lukenj

Nenavaden gravitacijski signal, zaznan iz čudnega para črnih lukenj
Nenavaden gravitacijski signal, zaznan iz čudnega para črnih lukenj
Anonim

Prvič so astrofiziki uspeli odkriti gravitacijske valove zaradi združitve binarne črne luknje z neenakimi masami. Protokol opazovanja je objavljen na spletni strani projekta LIGO.

Sodelovanje LIGO in Device išče kozmične gravitacijske valove iz trkov črnih lukenj. Pred nekaj več kot letom dni, 12. aprila 2019, so znanstveniki iz teh sodelovanj odkrili gravitacijske valove, ki se širijo v vesolju-času zaradi trka dveh črnih lukenj, ki sta na razdalji 2,4 milijarde svetlobnih let od Zemlje.

Trenutno registracija gravitacijskih valov sama po sebi ni več nekaj nenavadnega. Toda v tem primeru je bil njihov vir dogodek, ki ga astronomi še niso videli.

Če so valovi vedno izhajali iz dveh približno enakih mas črnih lukenj, 20-40-kratne mase Sonca, je bil signal GW 190412 sprejet iz neenakomernega binarnega sistema črnih lukenj, od katerih je bila ena 29,7 sončne mase, druga je bila trikrat manjša - le 8, 4. Mimogrede, to je najmanjša od doslej odkritih črnih lukenj.

"Nobena od teh množic sama po sebi ni presenetljiva. Vemo, da črne luknje prihajajo v takšni velikosti. Novo je masno razmerje," v objavi na blogu pojasnjuje eden od avtorjev odkritja, astronom Christopher Berry z univerze Northwestern. v ZDA "To opazovanje nam omogoča, da preizkusimo svoje napovedi za signale gravitacijskih valov in je še en del sestavljanke o tem, kako nastajajo binarne črne luknje."

Zanimivo je, da je združitev takega sistema z dvema izrazito različnima velikostima črnih lukenj povzročila daljši gravitacijski signal kot katera koli druga združitev črnih lukenj. To je bilo posledica dejstva, da je dogodek GW 190412 ustvaril dve različni frekvenci valov, ki se širijo hkrati, česar pri združevanju črnih lukenj s približno enako maso ne opazimo.

Prisotnost valov različnih frekvenc je avtorjem omogočila še en preizkus splošne teorije relativnosti. Signal gravitacijskega vala so razdelili na prejšnje in poznejše dele ter z enačbami izračunali drugi del signala vsake polovice. Izračuni so popolnoma sovpadali z opažanji, kar služi kot ena najpomembnejših potrditev Einsteinove splošne teorije relativnosti do danes.

Velika razlika v masah črnih lukenj v binarnem sistemu je znanstvenikom omogočila natančnejše merjenje nekaterih astrofizikalnih lastnosti sistema.

"Ta velika razlika v masi pomeni, da lahko natančneje izmerimo več lastnosti sistema: njegovo razdaljo do nas, kot, pod katerim ga gledamo in hitrost vrtenja težke črne luknje okoli svoje osi," so zapisali na Inštitutu. je dejal v sporočilu za javnost gravitacijska fizika društva Max Planck v Hannovru v Nemčiji, besede zaposlenega na inštitutu, ki je sodeloval v študiji, Roberta Cotesta.

Visoka hitrost vrtenja težke luknje po mnenju znanstvenikov služi kot nek namig pri vprašanju nastanka tako nenavadnega sistema. Astrofizični modeli kažejo, da nastanek binarnih črnih lukenj nastane, ko se vsaka od zvezd binarnega zvezdnega sistema zruši v črno luknjo, zato ne morejo ustvariti binarnih črnih lukenj z velikimi razlikami v masi.

Hitro vrtenje večje črne luknje kaže, da se je morda združila z drugimi črnimi luknjami prej, pred dogodkom GW 190412. Možno je, da znanstveniki zdaj opazujejo ostanek tega trojnega ali štirikratnega zvezdnega sistema.

Priporočena: