găurile negre supermasive au prieteni? Natura formării galaxiilor sugerează că răspunsul este da și, de fapt, perechile de găuri negre supermasive ar trebui să fie comune în univers. sunt astrofizician și sunt interesat de o gamă largă de probleme teoretice în astrofizică, de la formarea primelor galaxii până la interacțiunile gravitaționale ale găurilor negre, stelelor și chiar planetelor., Găurile negre sunt sisteme interesante, iar găurile negre supermasive și mediile stelare dense care le înconjoară reprezintă unul dintre cele mai extreme locuri din universul nostru.gaura neagră supermasivă care se ascunde în centrul galaxiei noastre, numită Sgr a*, are o masă de aproximativ 4 milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui nostru. O gaură neagră este un loc în spațiu unde gravitația este atât de puternică încât nici particulele sau lumina nu pot scăpa de ea. SGR a* înconjoară un grup dens de stele., Măsurătorile Precise ale orbitelor acestor stele au permis astronomilor să confirme existența acestei găuri negre supermasive și să-i măsoare masa. De mai bine de 20 de ani, oamenii de știință monitorizează orbitele acestor stele în jurul găurii negre supermasive. Pe baza a ceea ce am văzut, colegii mei și cu mine arătăm că dacă există un prieten acolo, ar putea fi o a doua gaură neagră în apropiere, care este de cel puțin 100.000 de ori masa Soarelui.
găuri negre Supermasive și prietenii lor
Aproape fiecare galaxii, inclusiv Calea Lactee, are o gaură neagră supermasivă în centrul său, cu mase de milioane de miliarde de ori masa Soarelui. Astronomii încă studiază de ce inima galaxiilor găzduiește adesea o gaură neagră supermasivă. O idee populară se conectează la posibilitatea ca găurile supermasive să aibă prieteni., pentru a înțelege această idee, trebuie să ne întoarcem la vremea când universul avea aproximativ 100 de milioane de ani, la epoca primelor galaxii. Erau mult mai mici decât galaxiile de astăzi, de aproximativ 10.000 sau de mai multe ori mai puțin masive decât Calea Lactee. În aceste galaxii timpurii, primele stele care au murit au creat găuri negre, de aproximativ zeci până la mii masa Soarelui. Aceste găuri negre s-au scufundat în centrul de greutate, inima galaxiei gazdă., Deoarece galaxiile evoluează fuzionând și ciocnindu-se unele cu altele, coliziunile dintre galaxii vor avea ca rezultat perechi de găuri negre supermasive – partea cheie a acestei povești. Găurile negre se ciocnesc și cresc și în dimensiune. O gaură neagră care este de peste un milion de ori mai mare decât masa fiului nostru este considerată supermasivă. dacă într-adevăr gaura neagră supermasivă are un prieten care se învârte în jurul ei pe orbită apropiată, centrul galaxiei este blocat într-un dans complex. Remorcherele gravitaționale ale partenerilor își vor exercita, de asemenea, propria atracție asupra stelelor din apropiere perturbând orbitele lor., Cele două găuri negre supermasive se orbitează reciproc și, în același timp, fiecare își exercită propria atracție asupra stelelor din jurul său.
forțele gravitaționale din găurile negre trag aceste stele și le fac să își schimbe orbita; cu alte cuvinte, după o revoluție în jurul perechii de găuri negre supermasive, o stea nu se va întoarce exact la punctul în care a început. folosind înțelegerea interacțiunii gravitaționale dintre posibila pereche de găuri negre supermasive și stelele din jur, astronomii pot prezice ce se va întâmpla cu stelele., Astrofizicienii ca mine și colegii mei pot compara predicțiile noastre cu observațiile, și apoi pot determina orbitele posibile ale stelelor și își pot da seama dacă gaura neagră supermasivă are un companion care exercită influență gravitațională.
Folosind un bine studiat stele, numit S0-2, care orbitează gaura neagră supermasivă care se află în centrul galaxiei la fiecare 16 ani, deja putem exclude ideea că există o a doua gaură neagră cu masa de peste 100.000 de ori masa Soarelui și mai departe decât aproximativ 200 de ori distanța dintre Soare și Pământ., Dacă ar exista un astfel de însoțitor, atunci eu și colegii mei I-am fi detectat efectele pe orbita SO-2. dar asta nu înseamnă că o gaură neagră de companie mai mică nu se poate ascunde încă acolo. Un astfel de obiect nu poate modifica orbita SO-2 într-un mod pe care îl putem măsura cu ușurință.
fizica găurilor negre supermasive
găurile negre supermasive au atras multă atenție în ultima vreme. În special, imaginea recentă a unui astfel de gigant în centrul galaxiei M87 a deschis o nouă fereastră pentru înțelegerea fizicii din spatele găurilor negre.,
apropierea de Calea Lactee de centrul galactic – o simpla 24.000 de ani-lumină distanță – oferă un unic de laborator pentru abordarea problemelor în domeniul fizicii fundamentale, de găuri negre supermasive. De exemplu, astrofizicienii ca mine ar dori să înțeleagă impactul lor asupra regiunilor centrale ale galaxiilor și rolul lor în formarea și evoluția galaxiilor., Detectarea unei perechi de găuri negre supermasive în centrul galactic ar indica faptul că Calea Lactee a fuzionat cu o altă galaxie, posibil mică, la un moment dat în trecut.
asta nu este tot ceea ce ne poate spune monitorizarea stelelor din jur. Măsurătorile stelei S0-2 au permis oamenilor de știință să efectueze un test unic al teoriei generale a relativității lui Einstein. În mai 2018, S0-2 a trecut de gaura neagră supermasivă la o distanță de numai aproximativ 130 de ori mai mare decât distanța Pământului față de soare., Conform teoriei lui Einstein, lungimea de undă a luminii emise de stea ar trebui să se întindă pe măsură ce urcă din fântâna gravitațională profundă a găurii negre supermasive. lungimea de undă de întindere pe care Einstein a prezis – o – ceea ce face ca steaua să pară mai roșie-a fost detectată și dovedește că teoria relativității generale descrie cu exactitate fizica din această zonă gravitațională extremă., Aștept cu nerăbdare a doua cea mai apropiată abordare a lui S0-2, care va avea loc în aproximativ 16 ani, deoarece astrofizicienii ca mine vor putea testa mai multe predicții ale lui Einstein despre relativitatea generală, inclusiv schimbarea orientării orbitei alungite a stelelor. Dar dacă gaura neagră supermasivă are un partener, acest lucru ar putea modifica rezultatul așteptat.
în cele din Urmă, dacă există două găuri negre masive care orbiteaza reciproc la centrul galactic, ca echipa mea sugerează că este posibil, acestea vor emite unde gravitaționale. Din 2015, observatoarele LIGO-Virgo au detectat radiații de undă gravitațională de la fuzionarea găurilor negre de masă stelară și a stelelor neutronice. Aceste detectări revoluționare au deschis o nouă cale pentru oamenii de știință de a simți universul., orice undă emisă de perechea noastră ipotetică de găuri negre va fi la frecvențe joase, prea mici pentru ca detectoarele LIGO-Virgo să simtă. Dar un detector spațial planificat cunoscut sub numele de LISA ar putea fi capabil să detecteze aceste unde care îi vor ajuta pe astrofizicieni să-și dea seama dacă gaura noastră neagră din centrul galactic este singură sau are un partener.
Leave a Reply