Przejdź do głównej zawartości

Wykrywanie zderzających się supermasywnych czarnych dziur: poszukiwania trwają

W ramach nowego badania opracowano innowacyjną metodę wykrywania zderzających się supermasywnych czarnych dziur. Badanie zostało opublikowane w Astrophysical Journal i było prowadzone przez dr. Xingjiang Zhu z OzGrav.


W centrum każdej galaktyki znajduje się supermasywna czarna dziura – czyli taka, która ma masę od milionów do miliardów razy większą od Słońca. Duże galaktyki składają się z mniejszych galaktyk, które się ze sobą łączą, więc oczekuje się, że zderzenia supermasywnych czarnych dziur będą powszechne. Jednak proces ten pozostaje nieuchwytny: jak dotąd nie znaleziono żadnych rozstrzygających dowodów na jego istnienie.

Jednym ze sposobów poszukiwania takich połączeń jest wykrywanie emitowanych przez nie fal grawitacyjnych – zmarszczek czasoprzestrzeni. Odległa, łącząca się para supermasywnych czarnych dziur krążących wokół siebie, emituje fale grawitacyjne. Ponieważ czarne dziury są tak duże, każdej fali dotarcie do Ziemi zajmuje wiele lat.

Astronomowie szukali oznak zderzania się supermasywnych czarnych dziur także w świetle widzialnym. Zostało zidentyfikowanych mnóstwo potencjalnych źródeł poprzez poszukiwanie regularnych fluktuacji jasności odległych galaktyk, zwanych kwazarami. Kwazary są niezwykle jasne i uważa się, że są napędzane przez gromadzenie się obłoków gazu na supermasywnych czarnych dziurach.

Jeżeli w centrum kwazara znajdują się dwie czarne dziury krążące wokół siebie (zamiast pojedynczej czarnej dziury), ruch orbitalny może zmienić akumulację obłoku gazu i prowadzić do okresowych zmian w jego jasności. Podczas takich poszukiwań zidentyfikowano setki kandydatów, ale astronomowie nie znaleźli jeszcze sygnału.

„Jeżeli uda nam się znaleźć parę łączących się supermasywnych czarnych dziur, to nie tylko powie nam o tym, jak ewoluowały galaktyki, ale ujawni także spodziewaną siłę sygnału fal grawitacyjnych dla obserwatorów pulsarów” – powiedział Zhu.

Naukowcy opracowali nową metodę, która pozwoli wyszukiwać okresowe sygnały i jednocześnie mierzyć właściwości szumów kwazara. Dlatego powinna dawać wiarygodne oszacowanie statystycznej ważności wykrytego sygnału.

Stosując tę metodę do jednego z najważniejszych kandydatów na źródło, nazwanego PG1302-102, naukowcy znaleźli mocne dowody na okresową zmienność; argumentowali jednak, że sygnał będzie prawdopodobnie bardziej skomplikowany niż przewidują obecne modele.

„Powszechnie przyjęty model szumu kwazara jest błędny. Dane ujawniają dodatkowe cechy w przypadkowych fluktuacjach gromadzenia się gazu na supermasywnych czarnych dziurach” – dodaje Zhu.

„Nasze wyniki pokazują, że kwazary są skomplikowane. Będziemy musieli ulepszyć nasze modele, jeżeli zamierzamy ich używać do identyfikacji układów podwójnych supermasywnych czarnych dziur” – mówi współpracownik i główny badacz OzGrav Eric Thrane.

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