Oamenii de știință au descoperit că unele găuri negre supermasive se rotesc mult mai rapid decât se aștepta. Descoperirea a venit ca urmare a unei noi forme de „arheologie a găurilor negre” care leagă rotirile de gaură neagră de gazul și praful pe care l -au consumat pentru a crește peste 7 miliarde de ani de istorie cosmică.
Rezultatele, amabilitatea Sloan Digital Sky Survey (SDSS) sugerează câteva lucruri. Pentru unul, este posibil ca universul timpuriu să fi fost mai ordonat decât suspectat anterior. Și în al doilea rând, creșterea găurilor negre supermasive prin lanțul de fuziune de progresiv mai mare și mai mare găuri negre (declanșate pe măsură ce galaxiile se ciocnesc și se îmbină) pot fi completate de obiectele care se sărbătoresc în mod voace pe gazul și praful înconjurător.
„Am studiat găurile negre uriașe găsite la Centrele Galaxies, de astăzi până acum cu șapte miliarde de ani în urmă”, a declarat membrul echipei Logan Fries, de la Universitatea din Connecticut, într -un declaraţie. „În mod neașteptat, am constatat că se învârteau prea repede pentru a fi format doar din Galaxy Fuzers.
„Trebuie să se fi format în mare parte din căderea materialului, crescând gaura neagră și accelerându -și rotația.”
Măsurarea rotirii găurilor de balck nu este ușoară
În ciuda faptului că sunt monștri cosmici care modelează întreaga galaxii din jurul lor, găurile negre supermasive cu mase de milioane sau de miliarde de ori mai mari decât cele ale soarelui (și omologii lor mai diminutivi de masă stelară) sunt în general destul de simple.
Ele pot fi definite individual prin doar trei caracteristici: masă, rotire și, mai puțin mai important, încărcare electrică. În timp ce fizicianul John Wheeler a explicat în mod inteligent această lipsă de caracteristici distincte: „Găurile negre nu au păr”.
„Găurile negre par atât de exotice, dar le puteți descrie complet cu doar două numere: rata de masă și spin”, a explicat Fries. „Problema este că masa este greu de măsurat, iar rotirea este și mai grea.”
Viteza cu care se învârte o gaură neagră este dificil de distins de viteza cu care se rotește norul aplatizat înconjurat de gaz și praf – discul de acreție – se rotește.
„Provocarea constă în separarea spinului găurii negre de rotirea discului de acreție care îl înconjoară”, a declarat Jonathan Trump, membru al echipei și un cercetător al Universității din Connecticut, în declarație. „Cheia este să te uiți la regiunea cea mai interioară, unde gazul se încadrează în orizontul evenimentului Black Hole.
„O gaură neagră rotundă trage acel material cel mai interior pentru călătoria, ceea ce duce la o diferență observabilă atunci când ne uităm la detaliile din măsurătorile noastre.”
Un record fosil cosmic
Echipa a abordat sarcina provocatoare de a determina rotirea găurilor negre folosind proiectul de mapare a reverberației SDSS. Acest proiect a făcut măsurători de masă extrem de precise pentru sute de găuri negre, efectuând, de asemenea, observații detaliate ale structurilor discurilor de acreție ale golurilor.
Aceste date vin sub formă de spectre sau lumină emisă de -a lungul spectru electromagnetic. Cu aceasta în mână, oamenii de știință pot începe să măsoare rata cu care se învârte o gaură centrală.
O schimbare subtilă a lungimii de undă a luminii dezvăluie foarte mult despre rotația găurii negre. Când materialul se încadrează în gaura neagră, acesta aduce și un impuls unghiular – această rotație dezvăluie detalii despre dieta trecută a unei găuri negre.
„Numesc această abordare„ Arheologie cu găuri negre ”, deoarece încercăm să înțelegem cum masa unei găuri negre a crescut de -a lungul timpului”, a spus Fries. „Privind rotirea gaurii negre, te uiți în esență la înregistrarea sa fosilă”.
Înrudite: Timpul de timp al primei gale negre imaginate vreodată dezvăluie cum materia se învârte în jurul ei
Această „înregistrare fosilă” poate fi decodificată atunci când oamenii de știință compară rata observată de spin cu ceea ce este prevăzut.
În prezent, modelul favorizat sugerează că găurile negre supermasive cresc prin fuziuni declanșate atunci când galaxiile lor de acasă se ciocnesc și se contopesc. Deoarece aceste galaxii individuale au propriile rate de rotație și orientare aleatorie, atunci când se îmbină, aceste rotații ar putea anula. Sau, cel puțin, s -ar putea combina împreună. Ambele rezultate ar trebui să fie la fel de probabil.
Având în vedere acest lucru, oamenii de știință se așteaptă ca găurile negre să se învârtă foarte lent. Totuși, nu asta a descoperit această echipă.
Nu numai că această cercetare a dezvăluit că multe găuri negre se învârt mai repede decât se aștepta, dar a arătat, de asemenea, că găurile negre din galaxii mai îndepărtate se învârt chiar mai repede decât cele din universul local.
Acest lucru sugerează că spinarea găurilor negre s -ar putea construi treptat în timp. O modalitate care s -ar putea întâmpla este prin acumularea de impuls unghiulară a găurii negre prin acreția treptată de praf și gaz.
Cercetătorii ar putea testa în continuare această idee și ar putea verifica aceste rezultate folosind observații din James Webb Space Telescop (Jwst), care, în cei trei ani de funcționare, a găsit găuri negre supermasive din epocile anterioare și anterioare ale universului.
„Găurile negre stau cu adevărat la frontiera înțelegerii umane”, a declarat JUNA KOLLMEIER, directorul SDSS-V, faza actuală a SDSS, în declarație. „Efectuăm sondaje masive precum SDSS pentru a construi o imagine astrofizică empirică a proprietăților lor fundamentale față de care modelele noastre teoretice pot fi puse la încercare.”
Fries a prezentat concluziile echipei pe 14 ianuarie la cea de -a 245 -a reuniune a American Astronomical Society (AAS) din National Harbour, Maryland.
Postat inițial pe Space.com.
Comentarii recente