Paskaidrots: divi melnie caurumi apvienojās pirms miljardiem gadu, taču tagad tas ir mulsinoši zinātnieki

LIGO un Virgo atklāj signālus no gravitācijas viļņiem, kas atbrīvoti apvienošanās laikā. Vienam no diviem melnajiem caurumiem bija neparasti vidēja masa, kas apšauba tradicionālās zinātnes atziņas. Kas vispār ir saprotams un kas izskaidro šo neparasto izmēru?

Mākslinieka koncepcija, kas ilustrē hierarhisku shēmu melno caurumu sapludināšanai. (Kredīts: LIGO/Caltech/MIT/R Hurt [IPAC])

Pirms miljardiem gadu divu melno caurumu sadursme izraisīja gravitācijas viļņus, kas viļņojas cauri Visumam. 2019. gadā signāli no šiem viļņiem bija konstatēts gravitācijas viļņu observatorijā LIGO (ASV) un detektors Virgo (Itālija).

Tomēr zinātniekus ir sajūsminājusi viena no sākotnējā melnā cauruma masa, kas ir pretrunā tradicionālajām zināšanām par melno caurumu veidošanos.

Atklājums un analīze ir aprakstīti divos zinātniskajos rakstos. Viens, iekšā Fiziskās apskates vēstules , sīki aprakstīts atklājums un piedāvāti iespējamie veidi, kā varētu būt notikusi neparastā apvienošanās. Otrs papīrs, iekšā Astrophysical Journal Letters , apspriež signāla fizikālās īpašības.

Kas tieši tika atklāts?

Tas bija signāls no gravitācijas viļņa, salīdzinoši jauna atklāšanas lauka. Gravitācijas viļņi ir neredzami viļņi, kas veidojas, zvaigznei uzsprāgstot supernovā; kad divas lielas zvaigznes riņķo viena ap otru; un kad saplūst divi melnie caurumi. Ceļojot ar gaismas ātrumu, gravitācijas viļņi izspiež un izstiepj jebko, kas atrodas savā ceļā.

Gravitācijas viļņus pirms vairāk nekā gadsimta ierosināja Alberts Einšteins savā Vispārējā relativitātes teorijā. Tomēr tikai 2015. gadā tika atklāts pirmais gravitācijas vilnis — LIGO. Kopš tā laika ir bijuši vairāki turpmāki gravitācijas viļņi.

Dženifera Hadsona 2017. gada neto vērtība

LIGO un Virgo atklātais signāls, kā aprakstījis LIGO Collaboration, atgādināja apmēram četras īsas šūpošanās un ilga mazāk nekā vienu sekundes desmitdaļu.

No kurienes tas radās?

Turpmākā analīze liecināja, ka GW190521, visticamāk, tika radīts, apvienojoties diviem melnajiem caurumiem. Signāls, iespējams, atspoguļoja abu saplūšanas brīdi. Tika aprēķināts, ka tas ir nācis no aptuveni 17 miljardu gaismas gadu attāluma un no laika, kad Visums bija apmēram uz pusi jaunāks par to.

Taču šie atklājumi radīja papildu jautājumus. Viens no diviem saplūstošajiem melnajiem caurumiem atrodas vidējā masas diapazonā — neatbilstība, ko nevar izskaidrot ar tradicionālajām zināšanām par melno caurumu veidošanos.

Ryan rotaļlietu pārskata neto vērtība

Kāpēc tas ir neparasti?

Visi līdz šim novērotie melnie caurumi pieder vienai no divām kategorijām. Viena kategorija svārstās no dažām saules masām (viena Saules masa ir mūsu Saules masa) līdz desmitiem saules masu. Tiek uzskatīts, ka tie veidojas, kad mirst masīvas zvaigznes.

Otra kategorija ir supermasīvie melnie caurumi. Tie svārstās no simtiem tūkstošu līdz miljardiem reižu nekā mūsu saule.

Saskaņā ar tradicionālajām zināšanām zvaigznes, kas varētu radīt melnos caurumus no 65 līdz 120 Saules masām, to nedara — zvaigznes šajā diapazonā pēc nāves sabrūk, nesabrūkot melnajā caurumā.

Taču apvienošanās rezultātā, kas noveda pie signāla GW190521, lielākajam melnajam caurumam bija 85 Saules masas, kas ir šajā negaidītajā diapazonā, kas pazīstams kā pāra nestabilitātes masas plaisa. Tas ir pirmais vidējas masas melnais caurums, kas jebkad novērots. (Patiesībā arī mazākais melnais caurums ir robežlīnija ar 66 saules masām.)

Abi apvienojās, izveidojot jaunu melno caurumu ar aptuveni 142 saules masām. Enerģija, kas līdzvērtīga astoņām saules masām, tika atbrīvota gravitācijas viļņu veidā, kā rezultātā radās visspēcīgākais zinātnieku līdz šim atklātais vilnis.

Monika Souza Karla Souza

Kā varēja veidoties neparastas masas melnais caurums?

Pētnieki liek domāt, ka 85 saules masas melnais caurums nebija sabrukušas zvaigznes produkts, bet gan tas bija iepriekšējās apvienošanās rezultāts. Radās divu melno caurumu sadursmē, iespējams, ka jaunais melnais caurums pēc tam saplūda ar 66 Saules masu melno caurumu, izraisot gravitācijas viļņus un signālu, ko saņēma LIGO un Jaunava.

Dalieties Ar Draugiem: