Oamenii de știință au măsurat viteza reculului dintr -o coliziune cataclismică între două găuri negre pentru prima dată.
Undele gravitaționale sunt ondulări în spațiu-timp propus pentru prima dată să existe de Albert Einstein și Detectat pentru prima dată în 2015. Un alt prim a venit în 2019, când oamenii de știință au ridicat un semnal de undă gravitațională care rezultă dintr -o fuziune violentă între dimensiuni foarte diferite găuri negre. Dezechilibrul de dimensiuni a făcut ca gaura neagră nou -născută să se ridice în univers într -un fenomen cunoscut sub numele de „lovitură natală”.
Acum, astronomii au descifrat acest semnal de undă gravitațională, numit GW190412, dezvăluind că coliziunea a determinat ca gaura neagră nou-alimentată să tragă prin spațiu la mai mult de 31 de mile pe secundă (50 de kilometri pe secundă)-suficient de repede pentru a-l catapulta din clusterul său original de stele, cercetători raportate în studiu, publicate pe 9 septembrie în jurnal Astronomia naturii.
„Este o demonstrație remarcabilă a ceea ce pot face undele gravitaționale”, coautor de studiu Koustav Chandraa spus un astrofizician la Universitatea de Stat din Pennsylvania într -un declaraţie.
Semnale de coliziune
Când găurile negre se îngrijesc unul spre celălalt, produc unde gravitaționale. Dar când o gaură neagră este mult mai masivă decât cealaltă, undele gravitaționale produse arată foarte diferit în funcție de unghiul din care sunt observate.
Privind din diferite unghiuri, cercetătorii pot găsi direcția loviturii. Apoi, viteza loviturii poate fi determinată prin măsurarea raportului de masă și a rotirii celor două găuri negre originale – informații care poate fi, de asemenea, determinat de la studierea undelor gravitaționale.
Dacă reculul din coliziune este suficient de puternic pentru a smulge gaura neagră contopită din clusterul său de stele, aceasta împiedică să se contopească ulterior această nouă gaură neagră cu alte găuri negre și formând potențial o gaură neagră supermasivă – care poate fi De 100.000 până la 50 de miliarde de ori Masa Soarelui. Acest lucru face ca înțelegerea vitezei și direcției loviturilor esențiale pentru urmărirea formării de găuri negre supermasive.
În 2018, coautor de studiu Juan Calderón Bustillo iar colegii săi și -au dat seama exact Cum se măsoară lovitura natală Pe baza acestor semnale de undă gravitațională. Dar modelul lor a trebuit să se bazeze pe simulări, deoarece nu a fost detectată nicio fuziune a găurilor negre care să rezulte în reculare în acel moment.
Apoi, pe 12 aprilie 2019, Detectoare avansate de ligo în Louisiana și statul Washington și detectorul Virgo din Italia a înregistrat GW190412 A ridicat un semnal rezultat din două găuri negre de masă stelară care se contopește: de 29,7 ori la fel de masiv ca soarele și cealaltă de 8,4 ori mai masivă.
În ciuda faptului că au avut loc la mai mult de 2,4 miliarde de ani lumină de Pământ, cercetătorii au folosit două unghiuri în raport cu Pământul pentru a stabili unde lovitura a trimis nou-născutul gaura neagră. S -a îndepărtat de locul său de naștere, probabil o grupare densă de stele numită un cluster globular, la un uimitor 111.600 de mile pe oră (179.600 kilometri pe oră). Această viteză ar fi mai mult decât suficientă pentru a -i permite să scape de cluster și să devină o gaură neagră fugită.
“Acesta este unul dintre puținele fenomene din astrofizică în care nu detectăm doar ceva”, a spus Chandra. „Reconstruim mișcarea completă 3D a unui obiect care se află la miliarde de ani lumină, folosind doar ondulări în spațiu.”
Următorii pași ai echipei vor fi să căutăm mai multe fuziuni cu gauri negre pentru a măsura atât cu unde gravitaționale, cât și cu lumină vizibilă, o căutare care ar putea oferi informații mai profunde asupra modului în care cresc monștrii cosmici.