Juodosios skylės yra vieni žaviausių visatos objektų, tačiau jos išlieka neįmanomos, nes yra tokios neįtikėtinai tankios, o jų sunkis yra toks stiprus, kad net šviesa negali jų išvengti. Norėdami atskleisti juodąsias skylutes, slepiamas visame kosmose, tyrėjai pasuko į besiformuojančią tyrimų sritį, žinomą kaip gravitacinių bangų astronomija.
Gravitacinės bangos yra erdvės ir laiko audinio iškraipymai arba virpėjimai, kuriuos sukelia masyvių objektų judėjimas. 2015 m. Astronomai pirmą kartą aptiko gravitacinių bangų judesius, naudodamiesi Žemės lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorijos (LIGO) teleskopu Luizianoje ir Vašingtone. Šiuo atveju virpėjimas buvo padarytas žiauriai susidūrus dviem masyvioms, aplink orbitą skriejančioms, juodosioms skylėms, vadinamoms dvejetainėmis juodosiomis skylėmis.
Naudojant LIGO ir kitas stebėjimo technologijas, nauju tyrimu siekiama nutapyti išsamesnį juodųjų skylių vaizdą - konkrečiai tų, kurie priklauso labiau neaiškiai kategorijai, vadinamai vidutinės masės juodosiomis skylėmis (IMBH).
„Kai įstojau į LIGO, supratau, kad mano daugelį metų atliktas bendrasis reliatyvistinis juodųjų skylių modeliavimas gali būti panaudotas kuriant naują astrofizinę IMBH medžioklę“, - „Space“ pasakojo Karan Jani, astrofizikas iš Vanderbilto universiteto ir pagrindinis tyrimo autorius. com
IMBHs patenka tarp supermamingų - mažiausiai milijoną kartų didesnių už mūsų saulę - ir žvaigždžių masės juodųjų skylių - mažesnių, bet vis tiek nuo 5 iki 50 kartų didesnių už mūsų saulės masę.
"IMBH yra labai ypatingi inauguraciniame gravitacinių bangų astronomijos dešimtmetyje. Tarp visų žinomų astrofizinių šaltinių, skleidžiančių gravitacines bangas, mes pranešame, kad tiek LIGO, tiek LISA (lazerio interferometro kosmoso antena) yra jautriausi IMBH susiliejimams", - teigė Jani. "Šiais dviem eksperimentais galime praktiškai ištirti visus IMBH dvejetainius failus Visatoje."
Tačiau astronomai dar nesugebėjo tiesiogiai aptikti šių nemandagių, vidutinio dydžio juodųjų skylių, pridūrė Jani. Taigi, jo požiūris yra ištirti skirtingus juodųjų skylių skleidžiamų gravitacinių bangų dažnius, kad būtų galima geriau suprasti IMBH veiklą.
„Kaip simfoninis orkestras skleidžia garsą iš įvairių dažnių diapazono, juodųjų skylių skleidžiamos gravitacijos bangos vyksta skirtingais dažniais ir laikotarpiais“, - teigė Jani Vanderbilto universiteto pranešime. „Kai kurie iš šių dažnių yra ypač pralaidūs, o kai kurie - per mažai, o mūsų tikslas kitoje gravitacinių bangų astronomijos eroje yra užfiksuoti daugiajuosčius abiejų šių dažnių stebėjimus, kad būtų galima„ išgirsti visą dainą “. taip buvo, kai kalbama apie juodąsias skyles “.
Manoma, kad IMBHs yra sėklos, iš kurių išauga supermeniškos juodosios skylės. Pvz., Juodosios skylės gali išaugti įgėlus kitas juodąsias skylutes. Įtekančiojoje medžiagoje, esančioje aplink juodąją skylę, dar vadinamą įbrėžimo disku, stiprios gravitacijos jėgos pritraukia šalia esančias dujas, žvaigždes, dulkes ir net kitas juodąsias skylutes. Bet kuri medžiaga, kuri patenka per arti, rizikuoja būti patraukta per įvykio horizontą - tašką, už kurio negalima išeiti iš juodosios skylės gravitacinio traukos.
„Kai tik IMBH aptiks kitą juodąją skylę jos apylinkėse, įvyks gravitacinės radiacijos pliūpsnis“, - „Space.com“ pasakojo Jani. "LIGO gali sugauti šią radiaciją tuo atveju, kai šios juodosios skylės susiduria."
Siūloma LISA misija, kuriai kartu vadovauja Europos kosmoso agentūra ir NASA, galės aptikti ir tiksliai išmatuoti žemo dažnio gravitacines bangas, kurios yra iššūkis Žemės detektoriams dėl mūsų planetos seisminio judesio ar net artimųjų vibracijos. automobilis. Planuojama, kad jis bus paleistas 2034 m., LISA bus pirmasis specialus kosminės erdvės gravitacinių bangų detektorius.
„Vykdydami LISA misiją, mūsų tyrimas nustato, kad IMBH spinduliuotė gali būti užfiksuota bent kelerius metus prieš jų lemtingą susidūrimą“, - teigė Jani. "Ši spinduliuotė yra tiesioginis erdvės laiko deformacija tiesiai už IMBH įvykių horizonto. Skirtingai nuo radijo ar rentgeno signalo, gravitacinė spinduliuotė nepraranda informacijos, nes keliauja milijardais šviesmečių prieš pasiekdama mus."
Todėl derindami LIGO detektorių, fiksuojančių aukšto dažnio gravitacines bangas, stebėjimus ir būsimus detektorius, tokius kaip LISA misija, kuri išmatuos žemo dažnio gravitacines bangas, tyrėjai tikisi užpildyti dabartinio juodųjų skylių supratimo spragas.
Jų tyrimas buvo paskelbtas lapkričio 18 d. Žurnale „Nature Astronomy“.
- Vaizdai: Juodos Visatos skylės
- Susidūrę juodi skylės gali dainuoti skirtingas gravitacines dainas
- Leiskitės į simfoninę kelionę į juodąją skylę su „Metacosmos“
