vannak-e a szupermasszív fekete lyukaknak barátai? A galaxisképződés természete azt sugallja, hogy a válasz igen, sőt, a szupermasszív fekete lyukak párjainak közösnek kell lenniük az univerzumban.
asztrofizikus vagyok, és az asztrofizika számos elméleti problémájával foglalkozom, az első galaxisok kialakulásától a fekete lyukak, csillagok, sőt bolygók gravitációs kölcsönhatásáig., A fekete lyukak érdekes rendszerek, a szupermasszív fekete lyukak és az őket körülvevő sűrű csillagkörnyezetek az univerzumunk egyik legszélsőségesebb helyét képviselik.
a galaxisunk közepén rejtőző szupermasszív fekete lyuk, az Sgr a*, tömege körülbelül 4 milliószorosa a Napunknak. A fekete lyuk olyan hely az űrben, ahol a gravitáció olyan erős, hogy sem részecskék, sem fény nem tud menekülni belőle. A környező Sgr a * egy sűrű csillagcsoport., Ezeknek a csillagoknak a pályáinak pontos mérése lehetővé tette a csillagászok számára, hogy megerősítsék ennek a szupermasszív fekete lyuknak a létezését, és megmérjék annak tömegét. A tudósok több mint 20 éve figyelik ezeknek a csillagoknak a pályáját a szupermasszív fekete lyuk körül. A látottak alapján a kollégáimmal megmutatjuk, hogy ha van ott egy barátom, akkor lehet, hogy egy második fekete lyuk van a közelben, amely legalább 100,000-szerese a Nap tömegének.
Szupermasszív fekete lyukak, valamint a barátok
Majdnem minden galaxis, beleértve a Tejút, egy szupermasszív fekete lyuk a szív, a tömegek több milliárd szerese a Nap tömegének. A csillagászok még mindig azt tanulmányozzák, hogy a galaxisok szíve gyakran szupermasszív fekete lyuknak ad otthont. Egy népszerű ötlet kapcsolódik ahhoz a lehetőséghez, hogy a szupermasszív lyukaknak barátai vannak.,
ahhoz, hogy megértsük ezt az elképzelést, vissza kell térnünk, amikor az univerzum körülbelül 100 millió éves volt, az első galaxisok korszakába. Sokkal kisebbek voltak, mint a mai galaxisok, körülbelül 10 000 vagy több alkalommal kevésbé masszívak, mint a Tejút. Ezekben a korai galaxisokban az első csillagok, amelyek meghaltak, fekete lyukakat hoztak létre, körülbelül tíz-ezer a Nap tömege. Ezek a fekete lyukak a gravitációs középpontba süllyedtek, a fogadó galaxisuk szívébe., Mivel a galaxisok úgy fejlődnek, hogy összeolvadnak és összeütköznek egymással, a galaxisok közötti ütközések szupermasszív fekete lyuk párokat eredményeznek – ez a történet kulcsfontosságú része. A fekete lyukak ezután ütköznek és méretük is megnő. Egy fekete lyuk, amely több mint egymilliószorosa a fiunk tömegének, szupermasszívnak tekinthető.
Ha valóban a szupermasszív fekete lyuknak van egy barátja, aki közeli pályán forog körülötte, akkor a galaxis középpontja összetett táncba van zárva. A partnerek gravitációs vontatói szintén saját húzást gyakorolnak a közeli csillagokra, amelyek zavarják pályájukat., A két szupermasszív fekete lyuk egymás körül kering, ugyanakkor mindegyik saját húzását gyakorolja a körülötte lévő csillagokra.
a fekete lyukakból származó gravitációs erők ezekre a csillagokra húzódnak, és megváltoztatják pályájukat; más szóval, a szupermasszív fekete lyuk pár körüli forradalom után egy csillag nem tér vissza pontosan arra a pontra, ahol kezdődött.
a lehetséges szupermasszív fekete lyuk pár és a környező csillagok közötti gravitációs kölcsönhatás megértésével a csillagászok megjósolhatják, mi fog történni a csillagokkal., Asztrofizikus, mint a kollégáim is meg tudjuk összehasonlítani a jóslatok, hogy észrevételeit, majd meg tudja határozni a lehetséges kering a csillagok, meg kitalálni, hogy a szupermasszív fekete lyuk van egy társa, hogy a gyakorolt gravitációs hatása.
egy jól tanulmányozott csillag, az úgynevezett S0-2, amely kering a szupermasszív fekete lyuk, hogy fekszik a közepén a galaxis minden 16 évben, akkor már zárja ki azt az elképzelést, hogy van egy második szupermasszív fekete lyuk tömege meghaladja a 100.000-szer a Nap tömege, és távolabb, mint körülbelül 200-szor a távolság a nap és a Föld között., Ha lenne ilyen társ, akkor kollégáimmal észleltük volna annak hatásait az SO-2 pályájára.
de ez nem jelenti azt, hogy egy kisebb Társ fekete lyuk még mindig nem tud elrejteni ott. Egy ilyen objektum nem változtathatja meg az SO-2 pályáját oly módon, hogy könnyen mérhetjük.
a szupermasszív fekete lyukak fizikája
a szupermasszív fekete lyukak az utóbbi időben nagy figyelmet kaptak. Különösen egy ilyen óriás közelmúltbeli képe az M87 galaxis közepén új ablakot nyitott a fekete lyukak mögötti fizika megértésére.,
a közelsége A Tejút galaktikus központ – puszta 24,000 fényévre – egyedülálló laboratórium foglalkozik azokkal a kérdésekkel, az alapvető fizika, a szupermasszív fekete lyukak. Például az asztrofizikusok, mint én, szeretnék megérteni a galaxisok központi régióira gyakorolt hatásukat, valamint a galaxisok kialakulásában és evolúciójában betöltött szerepüket., Egy pár szupermasszív fekete lyuk kimutatása a Galaktikus központban azt jelzi, hogy a Tejút összeolvadt egy másik, esetleg kicsi galaxissal a múltban.
Ez nem minden, amit a környező csillagok megfigyelése elmondhat nekünk. Az S0-2 csillag mérései lehetővé tették a tudósok számára, hogy egyedülálló tesztet végezzenek Einstein általános relativitáselméletéről. 2018 májusában az S0-2 a szupermasszív fekete lyuk mellett közelítette meg a Föld távolságának mindössze 130-szorosát a naptól., Einstein elmélete szerint a csillag által kibocsátott fény hullámhosszának meg kell nyúlnia, amikor a szupermasszív fekete lyuk mély gravitációs kútjából felmászik.
az Einstein által megjósolt nyújtási hullámhosszt – amely vörösebbé teszi a csillagot – észlelték, és bebizonyították, hogy az általános relativitáselmélet pontosan leírja a fizikát ebben a szélsőséges gravitációs zónában., Türelmetlenül várom az S0-2 második legközelebbi megközelítését, amely körülbelül 16 év alatt megtörténik, mert az olyan asztrofizikusok, mint én, képesek lesznek tesztelni Einstein előrejelzéseit az Általános relativitásról, beleértve a csillagok hosszúkás pályájának tájolásának változását. De ha a szupermasszív fekete lyuknak van partnere, ez megváltoztathatja a várt eredményt.
végül, ha két hatalmas fekete lyuk kering egymás körül a Galaktikus központban, ahogy a csapatom azt sugallja, lehetséges, gravitációs hullámokat bocsátanak ki. 2015 óta a LIGO-Virgo megfigyelőközpontok gravitációs hullámsugárzást észlelnek a csillagtömegű fekete lyukak és neutroncsillagok összeolvadásából. Ezek az úttörő észlelések új utat nyitottak a tudósok számára, hogy érzékeljék az univerzumot.,
a hipotetikus fekete lyukpár által kibocsátott hullámok alacsony frekvencián lesznek, túl alacsonyak ahhoz, hogy a LIGO-Virgo detektorok érzékeljék. De a tervezett tér-alapú detektor ismert LISA lehet képes észlelni ezeket a hullámokat, amelyek segítenek asztrofizikusok kitalálni, hogy a galaktikus központ fekete lyuk egyedül van, vagy van egy partner.
Leave a Reply