Przejdź do głównej zawartości

Jak grzmot bez błyskawicy

Połączenia między czarnymi dziurami i gwiazdami neutronowymi w gęstych gromadach gwiazd są zupełnie odmienne od tych, które tworzą się w odizolowanych regionach, gdzie gwiazd jest niewiele. Ich powiązane cechy mogą być kluczowe w badaniu fal grawitacyjnych i ich źródeł. Dr Manuel Arca Sedda z Institute for Astronomical Computing na Uniwersytecie Heidelberga doszedł do tego wniosku w badaniu wykorzystującym symulacje komputerowe. Badania mogą dostarczyć ważnego wglądu w zderzenia dwóch masywnych obiektów gwiazdowych, które astronomowie zaobserwowali w 2019 roku.


Gwiazdy znacznie masywniejsze od naszego Słońca kończą zwykle swoje życie jako gwiazda neutronowa lub czarna dziura. Gwiazdy neutronowe emitują regularne impulsy promieniowania, które umożliwiają ich wykrywanie. W sierpniu 2017 roku, kiedy zaobserwowano pierwsze połączenie się dwóch gwiazd neutronowych, naukowcy z całego świata za pomocą teleskopów wykryli światło po eksplozji. Z drugiej strony czarne dziury zwykle pozostają ukryte, ponieważ ich przyciąganie grawitacyjne jest tak silne, że nawet światło nie może się uwolnić, co czyni je niewidocznymi dla detektorów elektromagnetycznych.

Jeżeli dwie czarne dziury się połączą, zdarzenie może być niewidoczne, ale mimo to można je wykryć na falach grawitacyjnych. Niektóre detektory, takie jak LIGO, są w stanie wykryć te fale. Pierwsza udana bezpośrednia obserwacja została przeprowadzona w 2015 roku. Sygnał został wygenerowany przez łączące się dwie czarne dziury. Ale to zdarzenie może nie być jedynym źródłem fal grawitacyjnych, które mogą również pochodzić z połączenia się dwóch gwiazd neutronowych lub czarnej dziury z gwiazdą neutronową. Wg. dr. Arca Seddy odkrycie różnic jest jednym z wyzwań związanych z obserwowaniem tych zdarzeń.

W swoim badaniu naukowiec z UH przeanalizował zderzenie par czarnych dziur i gwiazd neutronowych. Użył szczegółowych symulacji komputerowych do zbadania interakcji między układem złożonym z gwiazdy i zwartego obiektu, takiego jak czarna dziura, a trzecim obiektem wędrującym wymaganym do połączenia. Wyniki wskazują, że takie interakcje między trzema ciałami mogą w rzeczywistości przyczynić się do łączenia się czarnej dziury i gwiazdy neutronowej w gęstych obszarach gwiazdowych, takich jak gromady kuliste. „Można zdefiniować specjalną rodzinę dynamicznych połączeń, która wyraźnie różni się od połączeń w odizolowanych obszarach” – wyjaśnia Manuel Arca Sedda.

Fuzję czarnej dziury z gwiazdą neutronową zaobserwowano po raz pierwszy w obserwatoriach fal grawitacyjnych w sierpniu 2019 roku. Jednak obserwatoria optyczne na całym świecie nie były w stanie zlokalizować elektromagnetycznego odpowiednika w regionie, z którego pochodził sygnał fali grawitacyjnej, co sugeruje, że czarna dziura całkowicie pochłonęła gwiazdę neutronową, nie niszcząc jej wcześniej. Jeżeli zostanie to potwierdzone, może to być pierwsza obserwacja połączenia się czarnej dziury z gwiazdą neutronową wykryte w gęstym środowisku gwiazdowym, jak to opisał dr Arca Sedda.

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…