Przejdź do głównej zawartości

Taniec zniszczenia: nowe spojrzenia na ekscentryczne układy podwójne czarnych dziur

Naukowcy ujawniają ekscentryczność układów podwójnych czarnych dziur: kształt orbity się formuje, gdy dwie czarne dziury wpadają w taniec opadając ku sobie po spirali i ostatecznie zderzając się ze sobą. Chociaż uważa się, że najczęściej występującym kształtem jest orbita kołowa, mniej więcej jedna na 20 znajduje się na ekscentrycznych orbitach o kształcie jajka, co może wskazywać na zupełnie inne historie życia układów podwójnych.


Od pierwszej detekcji fal grawitacyjnych we wrześniu 2015 roku, LIGO i Virgo ogłosiły odkrycia dziesięciu łączących się układów podwójnych czarnych dziur. W ostatniej kampanii wykryto już ponad 30 nowych detekcji.

Sygnały fal grawitacyjnych dostarczają wielu informacji na temat układów podwójnych przedzderzeniowych; jednak nikt jeszcze nie rozszyfrował, w jaki sposób czarne dziury łączą się w pary.

Nowe badanie ujawnia ważną wskazówkę, jak powstają takie układy podwójne oraz jak długo były „razem” i co się dzieje, gdy w końcu się zderzą.

W badaniu tym przeanalizowano dane z pierwszej i drugiej kampanii obserwacyjnej LIGO i Virgo, w szczególności dziesięć zderzeń czarnych dziur, które zostały potwierdzone w obu kampaniach. Naukowcy odkryli, że orbity tych wszystkich dziesięciu układów podwójnych były wyjątkowo kołowe, co jest zgodne z oczekiwaniami, że mniej więcej jedna na 20 orbit nie jest kołowa.

Obecna kampania obserwacyjna LIGO/Virgo wykryła już ponad 30 kolejnych sygnałów kolizji. Według Isobel Romero-Shaw, doktorantki OzGrav (ARC Centre of Excellence in Gravitational Wave Discovery) i pierwszej autorki pracy, duża ilość danych pochodzących z trzeciego cyklu obserwacji oznacza, że znacznie bardziej prawdopodobne jest, że zobaczymy ekscentryczne kolizje czarnych dziur, co da nam rzeczywisty wgląd w to, jak te układy się tworzą.

Według Romero-Shawa, współautora pracy, bardziej popularne kołowe orbity pochodzą od czarnych dziur, które były w układach podwójnych od kiedy były gwiazdami, zanim wybuchły i stały się czarnymi dziurami. Eric Thrane, główny inspektor OzGrav, wyjaśnia: „Te układy podwójne są jak rodzeństwo. Dorastały razem a ich orbita jest kołowa.”

Ekscentryczne orbity pojawiają się, gdy czarne dziury przypadkowo opadają pod wpływem grawitacji. Są to dojrzałe obiekty, które spotykają się ze sobą w późniejszym życiu i łączą się w pary. Ich związek orbitalny jest bardziej interesujący.

Co ważne, gdy te dwa obiekty zderzają się, kształt ich orbit oznacza, że sygnał ich fal grawitacyjnych wygląda inaczej. Wykryte eksplozje można teraz wykorzystać do retrospektywnego zbadania obiektów, które się zderzyły.

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…