Ανακαλύφθηκε η ισχυρότερη συγχώνευση μαύρων τρυπών

Οι επιστήμονες παρατήρησαν μια συσσωρευμένη μαύρη τρύπα που μπλέκεται, με μια πιο συνηθισμένη. Η ερευνητική ομάδα, η οποία περιλαμβάνει φυσικούς από το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, εντόπισε συγχώνευση δύο μαύρων τρυπών, αλλά μία από τις μαύρες τρύπες ήταν 1 1/2 φορές πιο μαζική από οποιαδήποτε άλλη που παρατηρήθηκε ποτέ σε σύγκρουση μαύρων τρυπών. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η βαρύτερη μαύρη τρύπα στο ζεύγος μπορεί να είναι αποτέλεσμα προηγούμενης συγχώνευσης μεταξύ δύο μαύρων οπών. Αυτός ο τύπος ιεραρχικού συνδυασμού μαύρων τρυπών έχει υποτεθεί ξανά στο παρελθόν, αλλά το παρατηρούμενο γεγονός, με την ονομασία GW190521, θα ήταν η πρώτη απόδειξη για μια τέτοια δραστηριότητα. Η επιστημονική συνεργασία του Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) και η Virgo Collaboration ανακοίνωσαν την ανακάλυψη σε δύο δημοσιεύσεις που δημοσιεύθηκαν στις 2 Σεπτεμβρίου 2020, στα περιοδικά Physical Review Letters και Astrophysical Journal Letters.

Οι επιστήμονες εντόπισαν τις συγχωνευμένες μαύρες τρύπες ανιχνεύοντας τα κύματα βαρύτητας – κυματισμούς στο ύφασμα του χωροχρόνου – που παράγονται στις τελευταίες στιγμές της συγχώνευσης. Τα κύματα βαρύτητας από το GW190521 εντοπίστηκαν στις 21 Μαΐου 2019, από τους δίδυμους ανιχνευτές LIGO που βρίσκονται στο Λίβινγκστον, τη Λουιζιάνα και το Χάνφορντ, την Ουάσιγκτον και τον ανιχνευτή Virgo που βρίσκεται κοντά στην Πίζα της Ιταλίας.

O Peter Shawhan, καθηγητής φυσικής στο UMD, κύριος ερευνητής του LSC και συντονιστής της επιστημονικής παρατήρησης του LSC, δήλωσε “Φαίνεται πολύ τεράστιο για να έχει σχηματιστεί από ένα καταρρέον αστέρι, από όπου προέρχονται γενικά οι μαύρες τρύπες.”

Η μεγαλύτερη μαύρη τρύπα στο ζεύγος συγχώνευσης έχει μάζα 85 φορές μεγαλύτερη από τον ήλιο. Ένα πιθανό σενάριο που προτείνεται από τα νέα έγγραφα είναι ότι το μεγαλύτερο αντικείμενο μπορεί να ήταν το αποτέλεσμα μιας προηγούμενης συγχώνευσης μαύρων τρυπών και όχι ενός αστέρι που καταρρέει. Σύμφωνα με την τρέχουσα αντίληψη, τα αστέρια που θα μπορούσαν να γεννήσουν μαύρες τρύπες με μάζες μεταξύ 65 και 135 φορές μεγαλύτερες από τον ήλιο δεν καταρρέουν όταν πεθαίνουν. Επομένως, δεν περιμένουμε να σχηματίσουν μαύρες τρύπες.

“Από την αρχή, αυτό το σήμα, το οποίο είναι μόνο το ένα δέκατο του δευτερολέπτου, μας προκάλεσε να προσδιορίσουμε την προέλευσή του”, δήλωσε η Alessandra Buonanno, καθηγητής του College Park στο UMD και κύριος ερευνητής του LSC, “Όμως, παρά τη σύντομη διάρκειά του, καταφέραμε να ταιριάξουμε το σήμα με ένα αναμενόμενο συγχωνεύσεων μαύρων τρυπών, όπως προβλέπει η θεωρία γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, και συνειδητοποιήσαμε ότι είδαμε, για πρώτη φορά, τη γέννηση μίας μαύρης τρύπας από έναν γονέα μαύρης τρύπας που πιθανότατα γεννήθηκε από μια προηγούμενη δυαδική συγχώνευση. “

Το GW190521 είναι μία από τις τρεις πρόσφατες ανακαλύψεις βαρυτικών κυμάτων που αμφισβητούν την τρέχουσα κατανόηση των μαύρων τρυπών και επιτρέπουν στους επιστήμονες να δοκιμάσουν τη θεωρία γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν με νέους τρόπους. Τα άλλα δύο γεγονότα περιελάμβαναν την πρώτη παρατηρούμενη συγχώνευση δύο μαύρων οπών με σαφώς άνισες μάζες και μια συγχώνευση μεταξύ μιας μαύρης τρύπας και ενός μυστηρίου αντικειμένου, το οποίο μπορεί να είναι η μικρότερη μαύρη τρύπα ή το μεγαλύτερο αστέρι νετρονίων που έχει παρατηρηθεί ποτέ. Ένα ερευνητικό έγγραφο που περιγράφει το τελευταίο δημοσιεύθηκε στο Astrophysical Journal Letters στις 23 Ιουνίου 2000, ενώ ένα έγγραφο για το προηγούμενο γεγονός θα δημοσιευθεί σύντομα στο Physical Review D.

“Και τα τρία γεγονότα είναι καινοτόμα με μάζες ή αναλογίες μάζας που δεν έχουμε ξαναδεί”, δήλωσε ο Shawhan, ο οποίος είναι επίσης συνεργάτης του Κοινού Ινστιτούτου Διαστημικών Επιστημών, μια συνεργασία μεταξύ του UMD και του Goddard Space Flight Center της NASA. “Έτσι, όχι μόνο μαθαίνουμε περισσότερα για τις μαύρες τρύπες γενικά, αλλά λόγω αυτών των νέων ιδιοτήτων, είμαστε σε θέση να δούμε τα αποτελέσματα της βαρύτητας γύρω από αυτά τα συμπαγή σώματα που δεν έχουμε ξαναδεί. Μας δίνει την ευκαιρία να δοκιμάσουμε τη θεωρία γενικής σχετικότητας με νέους τρόπους. “

Για παράδειγμα, η θεωρία της γενικής σχετικότητας προβλέπει ότι τα δυαδικά συστήματα με σαφώς άνισες μάζες θα παράγουν βαρυτικά κύματα με υψηλότερες αρμονικές, και αυτό ακριβώς μπορούσαν να παρατηρήσουν οι επιστήμονες για πρώτη φορά.

“Αυτό που εννοούμε όταν λέμε ότι οι υψηλότερες αρμονικές είναι σαν τη διαφορά στον ήχο μεταξύ ενός μουσικού ντουέτου με μουσικούς που παίζουν το ίδιο όργανο έναντι διαφορετικών οργάνων”, δήλωσε η Buonanno, η οποία ανέπτυξε τα μοντέλα κυματομορφής για να παρατηρήσει τις αρμονικές με την ομάδα της LSC. “Όσο περισσότερη υποδομή και πολυπλοκότητα έχει το δυαδικό – για παράδειγμα, οι μάζες ή οι περιστροφές των μαύρων οπών είναι διαφορετικές – το πλουσιότερο είναι το φάσμα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας.”

Εκτός από αυτές τις τρεις συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών και μια συγχώνευση δυαδικών νετρονίων με αστέρια που αναφέρθηκε προηγουμένως, η παρατήρηση από τον Απρίλιο του 2019 έως τον Μάρτιο του 2020 εντόπισε 52 άλλα πιθανά γεγονότα βαρυτικών κυμάτων. Οι εκδηλώσεις δημοσιεύτηκαν σε ένα δημόσιο σύστημα συναγερμού που αναπτύχθηκε από τα μέλη της συνεργασίας LIGO και Virgo σε ένα πρόγραμμα που πρωτοστατούσε ο Shawhan, έτσι ώστε άλλοι επιστήμονες και ενδιαφερόμενα μέλη του κοινού να μπορούν να αξιολογήσουν τα σήματα κύματος βαρύτητας.

“Τα περιστατικά βαρυτικών κυμάτων εντοπίζονται τακτικά”, είπε ο Shawhan, “και μερικά από αυτά αποδεικνύονται ότι έχουν αξιοσημείωτες ιδιότητες που επεκτείνουν ό,τι μπορούμε να μάθουμε για την αστροφυσική.”

Πηγή

Leave your vote

Don’t Stop Here

More To Explore

MOVIES

Dune, της Αργυρώ Σπάρταλη

Της Αργυρώ Σπάρταλη Ένα ταξίδι με έναν μυθικό και συναισθηματικά φορτισμένο ήρωα, το “Dune” αφηγείται την ιστορία του Πολ Ατρείδης, ενός λαμπρού και ταλαντούχου νεαρού

Add to Collection

No Collections

Here you'll find all collections you've created before.

0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x