Explicație: Două găuri negre s-au fuzionat cu miliarde de ani în urmă, dar acum îi încurcă pe oamenii de știință

LIGO și Virgo detectează semnale de la undele gravitaționale eliberate în fuziune. Una dintre cele două găuri negre părinte avea o masă intermediară neobișnuită, ceea ce provoacă cunoștințele științifice tradiționale. Ce se înțelege în general și ce explică această dimensiune neobișnuită?

Concept de artist care ilustrează o schemă ierarhică pentru fuzionarea găurilor negre. (Credit: LIGO/Caltech/MIT/R Hurt [IPAC])

Cu miliarde de ani în urmă, o coliziune între două găuri negre a trimis unde gravitaționale ondulatoare prin univers. În 2019, semnalele de la aceste valuri au fost detectat la observatorul undelor gravitaționale LIGO (Statele Unite) și detectorul Virgo (Italia).

Totuși, ceea ce i-a entuziasmat pe oamenii de știință este masa uneia dintre găurile negre părinte, care sfidează cunoștințele tradiționale despre modul în care se formează găurile negre.

Descoperirea și analiza sunt descrise în două lucrări de cercetare. Unul, în Scrisori de revizuire fizică , detaliază descoperirea și propune posibile modalități în care ar fi putut avea loc fuziunea neobișnuită. Cealaltă hârtie, în Scrisorile din jurnalul astrofizic , discută proprietățile fizice ale semnalului.

Ce anume a fost detectat?

Era un semnal de la o undă gravitațională, un câmp de descoperire relativ nou. Undele gravitaționale sunt ondulații invizibile care se formează atunci când o stea explodează într-o supernovă; când două stele mari orbitează reciproc; iar când două găuri negre se îmbină. Călătorind cu viteza luminii, undele gravitaționale stoarce și întind orice în calea lor.

Undele gravitaționale au fost propuse de Albert Einstein în Teoria generală a relativității în urmă cu peste un secol. Cu toate acestea, abia în 2015 a fost detectată de fapt prima undă gravitațională – de către LIGO. De atunci, au existat o serie de detecții ulterioare de unde gravitaționale.

jenna board valoare netă

Semnalul detectat la LIGO și Virgo, așa cum este descris de LIGO Collaboration, semăna cu aproximativ patru mișcări scurte și a durat mai puțin de o zecime de secundă.

De unde a venit?

Analiza ulterioară a sugerat că GW190521 a fost cel mai probabil generat de o fuziune a două găuri negre. Semnalul a reprezentat probabil momentul în care cei doi s-au contopit. S-a calculat că provine de la aproximativ 17 miliarde de ani lumină distanță și dintr-o perioadă în care universul avea aproximativ jumătate din vârsta sa.

Dar aceste constatări au condus la alte întrebări. Una dintre cele două găuri negre care fuzionează se încadrează într-un interval de masă intermediar - o nepotrivire care nu poate fi explicată prin cunoștințele tradiționale despre cum se formează găurile negre.

cu o valoare netă ostrosky

De ce este neobișnuit?

Toate găurile negre observate până acum aparțin uneia dintre cele două categorii. O categorie variază între câteva mase solare (o masă solară este masa Soarelui nostru) și zeci de mase solare. Se crede că acestea se formează atunci când stelele masive mor.

Cealaltă categorie este a găurilor negre supermasive. Acestea variază de la sute de mii, la miliarde de ori mai mult decât soarele nostru.

Conform cunoștințelor tradiționale, stelele care ar putea da naștere la găuri negre între 65 și 120 de mase solare nu fac acest lucru - stelele din această gamă se destramă atunci când mor, fără să se prăbușească într-o gaură neagră.

Dar în fuziunea care a condus la semnalul GW190521, gaura neagră mai mare avea 85 de mase solare - bine în acest interval neașteptat, cunoscut sub numele de decalajul de masă al instabilității perechii. Este prima gaură neagră cu masă intermediară observată vreodată. (De fapt, gaura neagră mai mică este de asemenea la limită, la 66 de mase solare.)

Cei doi au fuzionat pentru a crea o nouă gaură neagră de aproximativ 142 de mase solare. Energia echivalentă cu opt mase solare a fost eliberată sub formă de unde gravitaționale, ducând la cea mai puternică undă detectată vreodată de oamenii de știință până acum.

valoare netă jwoww

Cum s-a putut forma gaura neagră cu o masă neobișnuită?

Cercetătorii sugerează că gaura neagră de 85 de masă solară nu a fost produsul unei stele care se prăbușește, ci a fost ea însăși rezultatul unei fuziuni anterioare. Formată dintr-o coliziune între două găuri negre, este probabil ca noua gaură neagră să fi fuzionat apoi cu gaura neagră de 66 de masă solară - ducând la unde gravitaționale și la semnalul primit de LIGO și Virgo.

Imparte Cu Prietenii Tai: