Z podivného páru černých děr byl detekován neobvyklý gravitační signál

Z podivného páru černých děr byl detekován neobvyklý gravitační signál
Z podivného páru černých děr byl detekován neobvyklý gravitační signál
Anonim

Astrofyzikům se poprvé podařilo detekovat gravitační vlny sloučením binární černé díry s nestejnými hmotami. Protokol o pozorování je zveřejněn na webových stránkách projektu LIGO.

Spolupráce LIGO a Panny hledají kosmické gravitační vlny ze srážek černé díry. O něco více než před rokem, 12. dubna 2019, vědci z těchto kolaborací objevili gravitační vlny šířící se v časoprostoru ze srážky dvou černých děr nacházejících se ve vzdálenosti 2,4 miliardy světelných let od Země.

V současné době již samotná registrace gravitačních vln není nic neobvyklého. Ale v tomto případě byla jejich zdrojem událost, kterou astronomové nikdy neviděli.

Pokud dříve vlny vycházely ze dvou přibližně stejných hmotných černých děr, 20–40krát hmotnějších než Slunce, pak byl signál GW 190412 přijat z nerovnovážné binární soustavy černých děr, z nichž jedna měla 29,7 slunečních hmot a druhé bylo za třikrát méně - pouze 8, 4. Mimochodem, toto je nejmenší z dosud objevených černých děr.

"Žádná z těchto hmot není sama o sobě překvapivá. Víme, že černé díry přicházejí v této velikosti. Co je nového, je hmotnostní poměr," vysvětluje v blogu jeden z autorů objevu, astronom Christopher Berry z Northwestern University. v USA „Toto pozorování nám umožňuje otestovat naše předpovědi na signály gravitačních vln a je dalším dílkem do skládačky toho, jak vznikají binární černé díry.“

Je zajímavé, že sloučení takového systému se dvěma zřetelně odlišnými velikostmi černých děr produkovalo delší gravitační signál než jakékoli jiné sloučení černé díry. To bylo způsobeno skutečností, že událost GW 190412 produkovala dvě různé frekvence vln šířících se současně, což není pozorováno při sloučení černých děr s přibližně stejnou hmotností.

Přítomnost vln různých frekvencí umožnila autorům provést další test obecné teorie relativity. Rozdělili signál gravitační vlny na dřívější a pozdější části a pomocí rovnic vypočítali druhou část signálu každé poloviny. Výpočty se zcela shodovaly s pozorováními, která slouží jako jedno z nejvýznamnějších potvrzení dosavadní Einsteinovy obecné teorie relativity.

Velký rozdíl v hmotnostech černých děr v binárním systému umožnil vědcům přesněji změřit některé astrofyzikální vlastnosti systému.

„Tento velký rozdíl v hmotnosti znamená, že můžeme přesněji změřit několik vlastností systému: jeho vzdálenost k nám, úhel, pod kterým se na něj díváme, a rychlost otáčení těžké černé díry kolem její osy,“uvádí institut. uvedla v tiskové zprávě. gravitační fyzika společnosti Maxe Plancka v německém Hannoveru, slova zaměstnance ústavu, který se na studii podílel, Roberto Cotesta.

Vysoká rychlost otáčení těžké díry podle vědců slouží jako vodítko k otázce vzniku tak neobvyklého systému. Astrofyzikální modely naznačují, že ke vzniku binárních černých děr dochází, když se každá z hvězd binárního hvězdného systému zhroutí do černé díry, takže nemohou vytvářet binární černé díry s velkými rozdíly v hmotnosti.

Rychlá rotace větší černé díry naznačuje, že se mohla spojit s jinými černými dírami dříve, před událostí GW 190412. Je možné, že vědci nyní pozorují pozůstatek tohoto trojitého nebo čtyřnásobného hvězdného systému.

Doporučuje: