Гравитационные волны от слияния сверхмассивных черных дыр будут обнаружены в течение 10 лет

Автор: Леонид Гляделов . Опубликовано в категории: АСТРОФИЗИКА

1 1 1 1 1 Рейтинг 5 [1 Голос]

Галактики такого же размера, что и галактика Сомбреро, могут предложить астрономам их первое представление о слиянии пары сверхмассивных черных дыр. Эта шляпообразная галактика достаточно велика, что ее сливающиеся черные дыры будут давать обнаруживаемые гравитационные волны, но не настолько большие, чтобы черные дыры сливались слишком быстро.

Новое исследование, опубликованное 13 ноября в Nature Astronomy, предсказывает, что гравитационные волны, возникающие в результате слияния двух сверхмассивных черных дыр, будут обнаружены в течение 10 лет. В исследовании впервые используются реальные данные, а не компьютерное моделирование, чтобы предсказать, когда будет сделано такое наблюдение.

«Гравитационные волны от этих сверхмощных двойных слияний черных дыр являются самыми мощными во вселенной», - говорит ведущий исследователь Chiara Mingarelli, научный сотрудник Центра вычислительной астрофизики в Институте Уоллирона в Нью-Йорке.

«Они абсолютно карлизируют слияния черных дыр, обнаруженные LIGO» или «Гравитационно-волновая обсерватория лазерного интерферометра», которая впервые обнаружила гравитационные волны от сталкивающихся черных дыр в феврале 2016 года

Обнаружение сверхмассивного слияния черных дыр даст новое представление о том, как развиваются массивные галактики и черные дыры, говорит Мингарелли. С другой стороны, отсутствие какого-либо подобного наблюдения в течение 10-летнего периода времени потребует пересмотра того, как сливаются сверхмассивные черные дыры.

Супермассивные черные дыры живут в сердце крупных галактик, включая наш собственный Млечный Путь, и могут быть в миллионы или даже миллиарды раз больше массы Солнца.
Для сравнения, сливающиеся черные дыры, обнаруженные до сих пор гравитационными волновыми детекторами, были всего в несколько десятков раз больше массы Солнца.

Когда две галактики сталкиваются и объединяются, их сверхмассивные черные дыры дрейфуют к центру вновь объединенной галактики. Ученые предсказывают, что сверхмассивные черные дыры будут закрываться вместе и с течением времени сливаться. Это объединение создает сильные гравитационные волны, которые пульсируют сквозь ткань пространства и времени.

Хотя эти гравитационные волны сильны, они лежат за пределами длин волн, которые в настоящее время наблюдаются в ходе текущих экспериментов, таких как LIGO и Virgo. Новая охота на гравитационные волны, образованные слиянием сверхмассивных черных дыр, вместо этого будет использовать звезды, называемые пульсарами, которые действуют как космические метрономы. Быстро вращающиеся звезды посылают постоянный ритм радиоволн.
Поскольку проходящие гравитационные волны растягиваются и сжимают пространство между Землей и пульсаром, ритм слегка изменяется. Эти изменения затем контролируются проектами наблюдения за пульсаром на Земле.

Три проекта в настоящее время считывают время радиоволн, поступающих с близлежащих пульсаров: шкала времени Паркса Пульсара в Австралии, североамериканская наногерцовая обсерватория для гравитационных волн и европейский пульсарный массив времени. Вместе трио образует международный пульсальный массив.

Mingarelli и его коллеги оценили, как долго эти проекты будут направлены на то, чтобы определить их первое сверхмассивное слияние черных дыр. Команда каталогизировала близлежащие галактики, которые могут содержать пары сверхмассивных черных дыр. Затем исследователи объединили эту информацию с картой близлежащих пульсаров, чтобы найти в первый раз - вероятность окончательного обнаружения с течением времени.

«Если учесть позиции пульсаров в небе, у нас в основном есть 100-процентная вероятность обнаружить что-то через 10 лет», - говорит Мингарелли.
«Суть в том, что вы гарантированно сможете выбрать хотя бы одну локальную сверхмассивную двоичную черную дыру».

Одним из сюрпризов из результатов было то, что галактики, скорее всего, будут предлагать первый взгляд на сверхмассивное слияние черных дыр. Большие галактики означают большие черные дыры и, следовательно, более сильные гравитационные волны. Но большие черные дыры также сливаются быстрее, уменьшая окно, в течение которого могут быть обнаружены гравитационные волны. Слияние черных дыр в массивной галактике, такой как M87, могло бы дать обнаруживаемые гравитационные волны в течение 4 миллионов лет, например, в то время как более скромная галактика, такая как Галактика Сомбреро, предложила бы 160-миллионное окно.

Успешное обнаружение даст астрофизикам лучшее понимание астрофизики в центре слияний галактик, говорит Мингарелли, и предоставит новый путь для изучения фундаментальной физики, недоступной никакими другими способами. Число отдельных сверхмассивных бинарных частиц черной дыры также показывает меру того, как часто галактики сливаются, что является важной мерой того, как вселенная эволюционировала с течением времени.
Если слияние сверхмассивных черных дыр не видно, это может быть связано с тем, что черные дыры останавливаются около трех световых лет (или одного парсека) разделения. Эта головоломка известна как проблема конечного парсека. Две черные дыры со временем постепенно соприкасаются по мере того, как их орбиты деградируют по мере потери энергии, создавая гравитационные волны, но процесс может занять больше времени, чем текущий возраст Вселенной.

Что касается того, обнаружат ли астрономы сверхмассивное слияние черных дыр, «это будет интересно в любом случае», - говорит Мингарелли.

НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:

2019-02-02 16:33:17 Новое исследование, опубликованное 13 ноября в Nature Astronomy, предсказывает, что гравитационные волны, возникающие в результате слияния двух сверхмассивных черных дыр, будут обнаружены в течение 10 лет. В исследовании впервые используются реальные данные, а не компьютерное моделирование, чтобы предсказать, когда будет сделано такое наблюдение.
AstroNews Logo

Добавить комментарий

Комментарии нарушающие ПРАВИЛА будут удаляться, а их авторы возможно будут забанены.

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

Тяжелый металл: как первые сверхновые изменили раннее звездообразование

Эта симуляция показывает турбулентный газ, когда сверхновая сталкивается с соседним звездообразующим ореолом.

Новости науки:

В своих усилиях для понимания Вселенной, и всего её состава, существует явный разрыв между тем, что изучают космологи и астрофизики, и как они изучают её: масштаб. Космологи обычно сосредоточены на крупномасштабных свойствах Вселенной в целом, таких как галактики и межгалактическая среда; в то время как астрофизики больше заинтересованы в тестировании физических теорий малых и средних объектов, таких как звезды, сверхновые и межзвездная среда.

И все же эти два поля более тесно сплетены, чем это может показаться на первый взгляд, особенно если смотреть на то, как сформировалась ранняя Вселенная.

Подробнее...

Внутренние тайны планет и звезд

Трехмерная рендеринг показывает смоделированную солнечную конвекцию, реализованную с разными скоростями вращения. Регионы восходящего и нисходящего потоков отображаются соответственно красным и синим. Поскольку вращательное влияние возрастает от левого (невращающегося) вправо (быстро вращающегося), конвективные структуры становятся все более организованными и удлиненными. Понимание положения Солнца вдоль этого спектра представляет собой важный шаг к пониманию того, как он поддерживает магнитное поле.

После пятилетнего путешествия на 1,74 миллиарда миль космический корабль «Юнона» НАСА, отправился на орбиту Юпитера в июле 2016 года, чтобы начать свою миссию по сбору данных о структуре, атмосфере, магнитных и гравитационных полях таинственной планеты.

Для геофизика Лос-Анджелеса Джонатана Аурну не могло быть времени намного лучше.

Подробнее...

Ракетный тест для космических туристов

Blue Origin тест полёта на борту Crew Capsule 2.0

Новости космонавники:

Blue Origin выпустила видеоролик, который показывает, что ждет будущих космических туристов, когда они будут размещены в ракете и отправятся в космос.

На видео вы можете увидеть манекен, который совершает полёт в космос.

Подробнее...