Przejdź do głównej zawartości

Ile gwiazd ostatecznie zderzy się jako czarne dziury? Wszechświat ma na to ograniczenia

Od czasu przełomu w astronomii fal grawitacyjnych w 2015 roku naukowcy byli w stanie wykryć kilkanaście bliskich par czarnych dziur – zwanych podwójnymi czarnymi dziurami – po ich wzajemnych kolizjach pod wpływem grawitacji. Jednak wciąż debatują nad tym, ile czarnych dziur rodzi się z gwiazd i w jaki sposób są w stanie zbliżyć się do siebie na tyle, by doszło do kolizji w ciągu życia naszego Wszechświata.


Obiecujące nowe badanie może dać nam sposób na znalezienie liczby dostępnych gwiazd w historii Wszechświata, które zderzają się jako podwójne czarne dziury.

Badania te pomogą przyszłym naukowcom zinterpretować zasadniczą populację gwiazd i przetestować teorie powstawania wszystkich zderzających się czarnych dziur w historii kosmosu.

„Do tej pory badacze teoretyzowali tworzenie się i istnienie par czarnych dziur we Wszechświecie, ale pochodzenie ich poprzedników, gwiazd, wciąż pozostaje tajemnicą. Przeprowadziliśmy badanie zderzeń czarnych dziur, wykorzystując dostępne obecnie obserwacje astrofizyczne. W trakcie tego procesu opracowaliśmy podstawowe ograniczenie, które mówi nam o ułamku gwiazd od początku Wszechświata mających zderzyć się jako czarne dziury” – powiedział astrofizyk Vanderbilt University i główny autor badania Karan Jani.

Wykorzystując ogólną teorię względności Einsteina, która mówi nam, w jaki sposób czarne dziury wchodzą w interakcje i ostatecznie zderzają się, naukowcy wykorzystali zarejestrowane przez LIGO zdarzenia do sporządzenia spisu zasobów czasu i przestrzeni Wszechświata w dowolnym jego punkcie. Następnie opracowali ograniczenia uwzględniające każdy etap procesu układu podwójnego czarnej dziury: liczbę dostępnych we Wszechświecie gwiazd, proces przejścia każdej gwiazdy do pojedynczej czarnej dziury oraz wykrycie ewentualnego zderzenia tych czarnych dziur – wykrywanych setki milionów lat później przez LIGO jako fale grawitacyjne emitowane przez uderzenie.

„Z bieżących obserwacji wynika, że 14% wszystkich masywnych gwiazd we Wszechświecie ma zderzyć się jako czarne dziury. To niezwykła wydajność ze strony natury. Te dodatkowe ograniczenia w naszych ramach powinny pomóc badaczom w śledzeniu historii czarnych dziur, odpowiedzeniu na stare pytania i niewątpliwie otwieraniu bardziej egzotycznych scenariuszy” – dodał Jani.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…