Gjør supermassive sorte hull har venner? Arten av galaxy dannelse tyder på at svaret er ja, og faktisk, par av supermassive sorte hullene skal være vanlig i universet.
jeg er en astrofysiker og er interessert i et bredt spekter av teoretiske problemer i astrofysikk, fra dannelsen av de første galaksene til gravitasjonsfelt vekselsvirkningene av sorte hull, stjerner og til og med planeter., Sorte hull er spennende systemer, og supermassive sorte hull og tett fremragende miljøer som omgir dem representerer en av de mest ekstreme steder i universet vårt.
Det supermassive sorte hullet som lurer i sentrum av vår galakse, kalt Sgr A*, har en masse på om lag 4 millioner ganger det som vår Sol. Et sort hull er et sted i rommet der tyngdekraften er så sterk at verken partikler eller lys kan flykte fra det. Rundt Sgr A* er en tett klynge av stjerner., Presise målinger av banene til disse stjernene tillatt astronomer til å bekrefte eksistensen av denne supermassive sorte hullet, og for å måle massen sin. For mer enn 20 år har forskere fulgt i bane disse stjernene rundt supermassive sorte hull. Basert på hva vi har sett, mine kolleger og jeg viser at hvis det er en venn her, kan det være en annen sort hull i nærheten som er minst 100,000 ganger massen til Solen.
Supermassive sorte hull og deres venner
Nesten hver galakse, inkludert vår melkeveien, har en supermassive sorte hullet i sentrum, med masser av millioner til milliarder av ganger massen til Solen. Astronomer er fortsatt studerer hvorfor hjertet av galakser vert ofte en supermassive sorte hull. En populær idé kobles til muligheten for at supermassive hull har venner.,
for Å forstå denne ideen, trenger vi å gå tilbake til da universet var ca 100 millioner år gamle, til æra av de første galaksene. De var mye mindre enn dagens galakser, ca 10 000 ganger eller mer mindre massive enn melkeveien. I disse tidlige galakser den aller første stjernene som døde opprettet sorte hull, av om tens til tusen massen til Solen. Disse sorte hull sank til tyngdepunkt, i hjertet av deres vert galaxy., Siden galakser utvikle seg ved å slå sammen og å kollidere med hverandre, kollisjoner mellom galakser vil resultere i supermassive sorte hullet, par – tasten del av denne historien. Sorte hull så støter sammen og vokse i størrelse, så vel. Et sort hull som er mer enn en million ganger massen av vår sønn er vurdert supermassive.
Hvis ja det supermassive sorte hullet har en venn roterende rundt den i tett bane sentrum av galaksen er låst i en kompleks dans. Partnernes gravitasjonsfelt slepebåter vil også utøve sin egen trekke på den nærliggende stjerner urovekkende sine baner., De to supermassive sorte hull er i bane rundt hverandre, og på samme tid, hver er utøve sin egen trekke på stjernene rundt det.
Den gravitasjonelle krefter fra sorte hull trekk på disse stjernene og gjøre dem til å endre sin bane, med andre ord, etter en omdreining rundt supermassive sorte hullet, par, en stjerne vil ikke gå akkurat tilbake til det punktet hvor det begynte.
ved Hjelp av vår forståelse av gravitasjonsfelt samhandling mellom de ulike supermassive sorte hullet, par og de omkringliggende stjerner, astronomer kan forutsi hva som vil skje med stjerner., Astrophysicists som mine kolleger og meg kan du sammenligne vårt forslag til observasjoner, og deretter kan finne mulige baner av stjernene og finne ut om det supermassive sorte hullet har en ledsager som er å øve gravitasjonsfelt innflytelse.
ved Hjelp av en godt studert stjerne, kalt S0-2, som går i bane rundt det supermassive sorte hullet som ligger i sentrum av galaksen hver 16 år, kan vi allerede regel ut ideen om at det er en andre supermassive sorte hull med masse over 100.000 ganger massen til Solen og lenger enn ca 200 ganger avstanden mellom Sola og Jorden., Hvis det var slik en følgesvenn, da jeg og mine kolleger ville ha oppdaget dens virkninger på bane SÅ-2.
Men det betyr ikke at en mindre følgesvenn sort hull kan ikke likevel skjul der. Et slikt objekt kan ikke endre bane SÅ-2 på en måte kan vi enkelt måle.
fysikk av supermassive sorte hull
Supermassive sorte hull har fått mye oppmerksomhet i det siste. Spesielt det siste bildet av en slik gigant i sentrum av galaksen M87 åpnet et nytt vindu for å forstå fysikken bak sorte hull.,
nærheten av melkeveien er galaktiske sentrum – bare 24,000 lysår unna – gir et unikt laboratorium for å ta opp problemer i grunnleggende fysikk av supermassive sorte hull. For eksempel, astrophysicists som meg ønsker å forstå deres innvirkning på sentrale områder av galakser, og deres rolle i galaxy dannelsen og utviklingen., Påvisning av et par av supermassive sorte hull i den galaktiske sentrum skulle tilsi at melkeveien sammen med en annen, muligens liten, galaxy noen gang i det siste.
det er ikke alle Som overvåker de omkringliggende stjerner kan fortelle oss. Målinger av star S0-2 tillatt forskere å gjennomføre en unik test av Einsteins generelle relativitetsteori. I Mai 2018, S0-2 zoomet forbi supermassive black hole på en avstand av ca 130 ganger Jordens avstand fra Solen., Ifølge Einsteins teori, bølgelengde av lys som slippes ut av stjernen bør strekke som klatrer fra de dype gravitasjonsfelt godt av supermassive sorte hull.
Den strekker seg bølgelengde som Einstein spådde, noe som gjør stjerners vises rødere – ble oppdaget og beviser at teorien om generell relativitetsteori nøyaktig beskriver fysikk i denne ekstreme gravitasjonsfelt sone., Jeg venter spent på den andre nærmest tilnærming av S0-2, som vil oppstå i ca 16 år, fordi astrophysicists som meg selv, vil være i stand til å teste flere av Einsteins spådommer om generell relativitetsteori, inkludert endring av retning av stjernene’ langstrakt bane. Men hvis det supermassive sorte hullet har en partner, kan dette endre forventet resultat.
til Slutt, hvis det er to massive sorte hull i bane rundt hverandre på det galaktiske sentrum, som laget mitt antyder er mulig, vil de slipper ut gravitasjonsbølger. Siden 2015, den LIGO-Jomfruen jorden har vært å oppdage gravitasjonsfelt bølge stråling fra sammenslåing stellar masse sorte hull og nøytron stjerner. Disse banebrytende påvisninger har åpnet en ny vei for forskere å forstand universet.,
Noen bølger som sendes ut fra vårt hypotetiske sort hull-par vil være ved lave frekvenser, for lav for LIGO-Jomfruen detektorer til fornuft. Men en planlagt plass-basert detektor kjent som LISA kan være i stand til å oppdage disse bølger som vil hjelpe astrophysicists finne ut om vår galaktiske sentrum sort hull er alene eller har en partner.
Leave a Reply