Црне рупе, такође! Проналажење гравитационог таласа имало је и других изненађења

Две црне рупе које круже једна око друге

Уметников концепт две црне рупе које круже једна пре друге пре спајања. По први пут у историји, научници су директно посматрали спајање црних рупа, користећи опсерваторију за гравитационе таласе ласерског интерферометра (ЛИГО). (Кредит за слику: НАСА)

По први пут у историји, научници имају физички доказ да ће парови црних рупа понекад кружити једна око друге, сударити се и заједно формирати једну већу црну рупу.



Ова вест о детекцији бинарних парова изузетно је значајна за астрофизичаре, али је донекле помрачена једноставном чињеницом да је опсерваторија за ласерски интерферометар гравитационог таласа (ЛИГО) имала детектовали гравитационе таласе уопште. Био је то први пример директног откривања ових таласа кроз простор-време и означава зору новог потпоља астрономије.

Вицки Калогера, научница о црним рупама са Универзитета Нортхвестерн у Иллиноису и чланица ЛИГО тима, рекла је да је прикладно да су гравитациони таласи заузели централно место прошле недеље. Али требало јој је времена да разговара са Спаце.цом о томе зашто је пар црних рупа које је ЛИГО открио посебно чудан и узбудљив. [ Промешано, не уздрмано - Како се сударају црне рупе стварају таласе ]

Користећи ласерске зраке, научници су открили физичка изобличења узрокована проласком гравитационих таласа. Погледајте како ЛИГО опсерваторија лови гравитационе таласе на овој инфо.цом инфографици Спаце.цом.

Користећи ласерске зраке, научници су открили физичка изобличења узрокована проласком гравитационих таласа. Погледајте како ЛИГО опсерваторија лови гравитационе таласе на овој инфо.цом инфографици Спаце.цом.(Кредит за слику: Аутор Карл Тате, уметник инфографике)

Још једно прво

Постоје две ствари које чине пар црних рупа које је ЛИГО открио занимљивим астрофизичарима попут Калогере.

Један од начина на који се сматра да се црне рупе стварају у универзуму је путем смрти звезде. Хипотеза гласи да када масивне звезде престану да сагоревају гориво, сва њихова маса се сруши на веома малу површину и ствара објекат са тако великим гравитационим привлачењем да чак ни светлост не може да побегне. Гравитација је толико интензивна да се закони физике, онако како их људи разумеју, крше.

Појединачне црне рупе су посматране на различите начине, али до прошле седмице није било физичких доказа да црне рупе могу постојати као бинарни парови који круже једна око друге и на крају се сударају.

'Све време видимо бинарне звезде', рекла је Калогера за Спаце.цом. Требало би да следи да би ти звездани парови једног дана требали умрети и формирати парове црних рупа. Па ипак, до сада нисмо имали нула експерименталних доказа, чак ни индиректних, да постоје бинарне црне рупе. & хеллип; Дакле, значај овог открића са астрофизичке тачке гледишта је да потврђује сва теоријска предвиђања да бинарне црне рупе постоје. '

Без детектора гравитационих таласа попут ЛИГО-а, научници никада не би могли да проучавају бинарне црне рупе. Истраживачи могу уочити појединачне црне рупе на удаљеним локацијама јер се материјал око тих објеката убрзава и зрачи свјетлост.

Али Калогера је рекао да научници не очекују да виде било какву светлост која зрачи из околине две црне рупе окрећући се једно према другом и сударајући се, јер би динамика система била веома хаотична и не би била баш погодна за накупљање материјала и боравак у близини. Зато је њихово откривање телескопима заснованим на светлости можда немогуће.

Чињеница да је недавно надограђени детектор ЛИГО уочио спајање бинарне црне рупе тако рано у периоду посматрања инструмента значи да постоји шанса да научници имаће много података о црној рупи за проучавање у наредним годинама.

Дебеле црне рупе и како настају

Друга заиста занимљива карактеристика двојца црних рупа је њихова маса.

Сударне црне рупе откривене сарадњом ЛИГО имају 29, односно 36 пута већу масу Сунца. Ово, ни на који начин, нису најмасовније црне рупе које су икада откривене. На пример, црна рупа у центру Млечног пута је више од 4 милиона пута већа од масе Сунца. Чини се да постоје најмасовније црне рупе у универзуму 12 милијарди пута маса сунца. Још увек је мистерија како настају ове изузетно масивне црне рупе.

Користећи рендгенске телескопе, научници су идентификоване црне рупе чини се да су настале од звезда сличних Земљином сунцу, али Калогера је рекао да те црне рупе достижу максималну масу око 20 пута већу од Сунчеве. Црне рупе масе 29 и 36 пута веће од Сунца тешко је објаснити.

„Маса Сунца од 29 и 30 плус представља необично изненађење. Ако погледате већину бинарних звезда у галаксији [Млечни пут], с обзиром на састав звезда, не очекујемо црне рупе ове масе ', рекао је Калогера. 'Већа маса нам говори да су ове бинарне црне рупе настале из одређене средине [са] металношћу која се разликује од [сунчеве] металности.'

Металност се односи на део звезде који се не састоји од водоника или хелијума, већ се састоји од тежих елемената.

Већа концентрација водоника и хелијума омогућава звезди да задржи више своје масе током свог живота, рекао је Калогера. Звезде непрестано губе масу због звездани ветар , ток честица удаљен од атмосфере звезде. Али у последњих седам или осам година научници су ревидирали своје теорије како би показали да су звездани ветрови слабији него што се раније мислило.

'Ако су ти ветрови веома јаки, добићете коначне масе које су врло мале и не стварате тешке црне рупе', рекла је Калогера. „Отприлике крајем 2000 -их, ревидиране су процене јаког [соларног] ветра. & хеллип; Астрофизичари су из електромагнетних посматрања схватили да су ветрови слабији него што смо мислили. Дакле, ако сада ставите слабије ветрове у своје звездане моделе, ваше коначне масе ће бити веће, па ћете добити те тешке црне рупе у вашим моделима. & хеллип; До сада су многе групе потврдиле та предвиђања. '

Откривање које је извршио ЛИГО додатно потврђује те теорије, али ово је само почетак. Више запажања бинарних датотека црних рупа помоћи ће научницима да још више усаврше своје моделе.

Једно велико питање које је Калогера рекла да се нада да ће астрофизичари на крају моћи да одговоре је како настају бинарне датотеке црне рупе. Постоје два водећа модела, које она назива „ванилином“ и „откаченим“.

Многе звезде у универзуму живе као бинарне, јер се звезде рађају у облацима гаса и прашине, а ти звездани расадници обично имају више него довољно материјала за формирање више звезда.

'Ванила' опис бинарне формације црних рупа почиње са срећним, стабилним паром нормалних звезда, који живе свој живот у релативном миру. Одрастају заједно, старе, обоје експлодирају у супернове, а затим се срушавају у црне рупе. Након тога се држе заједно и на крају спајају.

„Откачена“ идеја је мало хаотичнија.

'Они у основи плешу у вртлогу звезда, лете около, а понекад, кроз трзај, [звезде] могу да испуцају неке друге звезде из јата', рекла је Калогера.

Може се догодити да се бинарне црне рупе формирају од звезда које нису рођене у истом леглу, али јесу избачени из својих првобитних домова . Или би ове компликоване интеракције такође могле довести до сценарија у којима се више новонасталих црних рупа може кретати према центру звездане групе. Тамо би неки од њих били избачени, док други остају, формирајући стабилне бинарне датотеке тек након што постану црне рупе.

На крају, са већим узорком бинарних црних рупа из ЛИГО -а, Калегера је рекла да ће научници можда моћи да разазнају који начин формирања доминира у универзуму.

„Моћи ћемо да кажемо да ли откачене победе или модел са више ванилије“, рекла је.

Калогера и други чланови научне сарадње ЛИГО објавили су рад у Тхе Астропхисицал Јоурнал Леттерс који описује шта су истраживачи већ научили о новооткривеном пару црних рупа и како се то уклапа у актуелне теорије.

Пратите Цалла Цофиелд @цаллацофиелд .Пратите нас @Спацедотцом , Фејсбук и Гоогле+ . Оригинални чланак о Спаце.цом .