Przejdź do głównej zawartości

Połączenie partnerów? Może

Detektory LIGO i Virgo w swoich obserwacjach pokazują coraz więcej połączeń podwójnych czarnych dziur. Czy czarne dziury zaangażowane w te połączenia mają ze sobą coś wspólnego, czy też stały się parami przez przypadek?


Pytanie, w jaki sposób tworzą się podwójne czarne dziury (binary black holes – BBH), nadal pozostaje otwarte, co dodatkowo komplikuje fakt, że masy zaangażowanych czarnych dziur są wyższe niż oczekiwano. Niektórzy astronomowie sugerowali, że BBH są wynikiem masywnych gwiazd, które były już w układach podwójnych, podczas gdy inni zaproponowali scenariusze, w których czarne dziury w gęstych populacjach gwiazd spotykają się i łączą w pary. Inna możliwość jest taka, że czarne dziury w BBH uformowały się tak, jak są we wczesnym Wszechświecie – pomijając egzystencję jako gwiazda – i skończyły w układach podwójnych.

Połączenie podwójnych czarnych dziur jest dobrym sposobem na naukę o samych BBH. Właściwości łączących się składników (takie, jak masa) są odciśnięte na powstałych falach grawitacyjnych. W swoich dwóch pierwszych sesjach obserwacyjnych LIGO i Virgo wykrył dziesięć połączeń BBH, a zaangażowane w te zdarzenia czarne dziury wydają się mieć masy od 18 do 84 mas Słońca.

W nowym badaniu Maya Fishbach i Daniel Holz z University of Chicago odkrywali, w jaki sposób BBH łączą się w pary pod względem masy. I zauważyli coś interesującego – okazuje się, że czarne dziury w pobliskich układach podwójnych mogą mieć ze sobą więcej wspólnego, niż nam się wydawało.

Fishbach i Holz próbowali zrozumieć łączenie się w pary BBH poprzez różne rozkłady masy czarnej dziury. Ogólnie rzecz biorąc rozważano trzy scenariusze:

1. Masy czarnych dziur pochodzą z podziału ograniczonego tylko przez masy minimalne i maksymalne.
2. Masy czarnych dziur pochodzą z podziału zależnego od mas minimalnych i maksymalnych oraz stosunku między masami czarnych dziur w układach podwójnych.
3. Masy czarnych dziur pochodzą z podziału zależnego od mas minimalnych i maksymalnych oraz stosunku między masami czarnych dziur w układach podwójnych i całkowitej masy BBH.

Podczas modelowania i stosowania tych scenariuszy do dziesięciu dostępnych obserwacji łączenia się BBH, Fishbach i Holz opracowali dwa główne ustalenia: losowe pary są mało prawdopodobne, a czarne dziury w BBH mają pięć razy większe szanse na podobną masę niż inne. Odkryli również, że całkowita masa układu może nie odgrywać dużej roli w łączeniu się w pary BBH.

Modele formowania się BBH kończące się czarnymi dziurami o podobnej masie, są zwykle takimi, które obejmują masywne gwiazdy podwójne. Nie wyklucza to innych mechanizmów formowania się, ale praca Fishbach i Holza sugeruje, że przyszłe modele mogą wymagać uwzględnienia stosunku masy w BBH.

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.

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 naukowc

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 przeds