Przejdź do głównej zawartości

Naukowcy znajdują nowe wskazówki dotyczące czarnych dziur o masach pośrednich

Zespół naukowców opublikował niedawno badanie ukazujące coś nieoczekiwanego w kwestii czarnych dziur: czarne dziury o masie pośredniej z orbitalnym ruchem precesyjnym powinny być łatwiejsze do wykrycia niż te na standardowych orbitach.


Czarne dziury to obszary czasoprzestrzeni, z których nic, nawet światło, nie może się wydostać. Są to zwłoki martwych gwiazd, które zapadły się pod własnym ciężarem po wyczerpaniu całego swojego paliwa. Tak jak archeologia pomaga nam zrozumieć, jak żyły dinozaury, tak badanie czarnych dziur pomaga nam zrozumieć, w jaki sposób gwiazdy powstały, ewoluowały i umarły.

Kiedy dwie czarne dziury się zderzają, uwalniają niewiarygodne ilości energii w postaci fal grawitacyjnych, tworząc najpotężniejsze burze czasoprzestrzenne. Obserwując te fale, naukowcy mogą badać najbardziej podstawowe właściwości grawitacji.

Czarne dziury można klasyfikować według ich masy - zidentyfikowano dwa różne rodzaje: czarne dziury o masie kilkakrotnie większej niż Słońce oraz supermasywne czarne dziury znajdujące się w centrach większości galaktyk, mające masę miliardy razy większą od Słońca.

Czarne dziury o masie pośredniej są nieuchwytnym brakującym ogniwem. Pomimo pośrednich dowodów na ich istnienie, naukowcy nie potwierdzili jeszcze jednoznacznie obserwacji tych obiektów. Znalezienie ich pomogłoby wyjaśnić tajemnicę, w jaki sposób czarne dziury o masie gwiazdowej mogą ewoluować do postaci supermasywnych czarnych dziur.

Współpracujące ze sobą zespoły LIGO i Virgo szukały kolizji czarnych dziur o masach pośrednich podczas pierwszego i drugiego cyklu obserwacyjnego, od 2015 do 2018 roku, ale niczego nie znalazły. Z drugiej strony brak detekcji pozwala naukowcom potwierdzić, ile takich kolizji wydarzy się we Wszechświecie.

Aby to osiągnąć, naukowcy w badaniach najpierw określili możliwą do zaobserwowania odległość tych zderzeń za pomocą symulacji superkomputera. Sygnały fali grawitacyjnej generowane w wyniku kolizji zostały zarejestrowane i uwzględnione w danych aby ocenić szybkość ich odzyskiwania w algorytmach wyszukiwania.

Wykonując podobne badania, naukowcy zawsze zakładali, że zderzające się czarne dziury zbliżają się do siebie ze stałą płaszczyzną orbity. Istnieje jednak inna możliwa sytuacja, gdzie czarne dziury poruszają się po orbicie precesyjnej.

Naukowcy odkryli, że tego rodzaju kolizje można zaobserwować z większej odległości, co pozwala im lepiej ograniczyć liczbę zderzeń czarnych dziur. Oznacza to również, że te czarne dziury mogą być łatwiejsze do wykrycia, jeżeli poruszają się po orbicie precesyjnej niż te na standardowej orbicie, co czyni je lepszymi kandydatami do pierwszego wykrycia czarnych dziur o masach pośrednich.

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