June 25, 2024

De simulatie zegt dat enorme zwarte gaten het vroege universum bezaaiden

De simulatie zegt dat enorme zwarte gaten het vroege universum bezaaiden

Sinds de door Einstein voorspelde zwaartekrachtgolven in 2015 voor het eerst werden gedetecteerd, hebben astrofysici nagedacht over de achtergrond van zwaartekrachtgolven.De cumulatieve rimpelingen van deze ruimte-tijd rimpelingen terwijl ze het universum doorkruisen.

Nu heeft een astrofysicus die betrokken is bij de jacht op de achtergrond een model ontwikkeld voor de ontdekking van oude superzware zwarte gaten, dat zou kunnen helpen verklaren hoe zwarte gaten ontstaan ​​en evolueren. Zoeken is geweest gepubliceerd In Astrophysical Journal Letters.

Zwarte gaten – massieve, dichte objecten met een zwaartekracht die zo sterk is dat er geen licht uit hun omgeving kan ontsnappen – zijn er in overvloed. Een recente studie Naar schatting 40 triljoen zwarte gaten liggen in het zichtbare universum, BOtt Hoe groeien ze De superzware zwarte gaten zijn nog steeds in mysterie gehuld.

Zwaartekrachtgolfbehang kan helpen. Wanneer zwarte gaten en andere massieve objecten zoals neutronensterren op elkaar inwerken, schommelen ze de kosmische boot Het genereert zwaartekrachtsgolven die door het universum kabbelen.

Deze golven worden op aarde opgevangen door observatoria zoals de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), die deze bijna onmerkbare rimpelingen detecteert met behulp van spiegels en laserlicht. LIGO-Virgo-KAGRA samenwerking Het hervatte de operaties vorige maand met verbeterde gevoeligheid.

“We hebben al goede metingen van de massa’s van de superzware zwarte gaten van ons sterrenstelsel en nabijgelegen sterrenstelsels”, zegt Joseph Simon, een astrofysicus aan de Universiteit van Colorado, Boulder en een auteur van de studie, aan een van de universiteiten. launch. We hebben niet dezelfde soorten metingen voor verre sterrenstelsels. We moeten er maar naar gissen.”

In de laatste studie berekende Simon de geschatte massa’s van zwarte gaten van de grootste sterrenstelsels in het universum en modelleerde hij de achtergrondzwaartekrachtgolven die die sterrenstelsels zouden kunnen creëren.

Het model voorspelde miljarden jaren geleden grote sterrenstelsels dan eerdere studies, wat suggereert dat oude zwarte gaten mogelijk sneller zijn gegroeid dan eerder werd verwacht.

Die zwarte gaten zouden heel massief moeten zijn om zulke grote sterrenstelsels van stroom te voorzien, en deze ontdekking zou de manier veranderen waarop astrofysici denken over de evolutie van zwarte gaten. De score is afkomstig van een model, dus observaties uit de echte wereld zullen helpen om het duidelijk te maken.

Het mysterie van de evolutie van zwarte gaten De zeldzaamheid van zwarte gaten van gemiddelde massa. Zwarte gaten van stellaire massa’s worden regelmatig waargenomen, superzware zwarte gaten (hun massa is miljarden keren die van onze zon) bevinden zich in de centra van sterrenstelsels, maar zwarte gaten van gemiddelde massa … verschijnen niet.

Superzware massa is niet eens de limiet voor zwarte gaten. Het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel, Sagittarius A*, heeft een massa die vier miljoen keer zo groot is als die van onze zon. Maar eerder dit jaar, astrofysici Hij vond een zwart gat met een massa van 30 miljard keer de massa van de zon, het classificeren als een “superzwaar” zwart gat; meer dan 10 miljard keer de massa van onze zon, Volgens Nasa.

Met talloze zwarte gaten in het zichtbare heelal maar a Een kloof die zeer kleine en zeer grote objecten scheidtHet nauwkeurig meten van de massa’s van oude superzware zwarte gaten zou kunnen helpen verklaren hoe deze mysterieuze compacte objecten groeien.

“We beginnen uit verschillende bronnen te zien dat er al heel vroeg zeer massieve dingen in het universum waren”, zei Simon. Simon maakt er deel van uit Het Noord-Amerikaanse Nanohertz Gravitational Wave Observatory (NANOGrav)een samenwerking op zoek naar een zwaartekrachtgolfachtergrond.

Illustratie die laat zien hoe NANOGrav pulsar-timing gebruikt om zwaartekrachtgolven te detecteren.

Zwaartekrachtsgolven worden gezocht door de timing van de aankomst van licht in op aarde gebaseerde observatoria van pulsars, die snel ronddraaiende objecten in de diepe ruimte. Pulsars flitsen licht terwijl ze roteren, waardoor astronomen ze kunnen gebruiken als kosmische bakens (om de analogie te dragen van een zwaartekrachtgolfoceaan). Wanneer licht van pulsars detectoren op de grond bereikt op een ander tijdstip dan verwacht, geeft dit aan dat verstoringen in de ruimte-tijd hun timing hebben verschoven.

NANOGrav kondigde een soortgelijk signaal aan Eerste glimp van de zwaartekrachtgolfachtergrond in 2021gebaseerd op 12 jaar aan gegevens uit de Pulsar Timing Matrix.

Scott Ransom, een astronoom bij het National Radio Astronomy Observatory en een van de auteurs van het artikel waarin deze bevindingen worden beschreven, vertelde destijds aan Gizmodo: “We kunnen veel informatie krijgen over de hele geschiedenis van het universum en hoe sterrenstelsels samensmelten en op elkaar inwerken, gewoon door dit achtergrondsignaal te zien.”

Het beste moet nog komen. A Een gepland ruimteobservatorium genaamd LISA Het heeft onlangs de A-fase van zijn missielevenscyclus doorlopen, wat betekent dat het uiteindelijk van de aarde kan schieten (en in een baan om de zon terechtkomt).). op veel eerder, Volgens een van de medewerkers heeft de NANOGrav-samenwerking nieuws te delenBiologische wetenschappers die spotten Aankondiging op 29 juni.

Reacties op dit bericht staan ​​vol met enthousiaste speculaties over wat het nieuws is. Wat het ook is, we dekken het.

Meer: ZIE: Eerste afbeelding van het centrale zwarte gat in ons sterrenstelsel