Paaiškinta: dvi juodosios skylės susijungė prieš milijardus metų, tačiau dabar tai glumina mokslininkus
LIGO ir Virgo aptinka signalus iš gravitacinių bangų, išsiskiriančių susijungimo metu. Viena iš dviejų pirminių juodųjų skylių buvo neįprastos vidutinės masės, o tai meta iššūkį tradicinėms mokslo žinioms. Kas paprastai suprantama ir kas paaiškina šį neįprastą dydį?
Menininko koncepcija, iliustruojanti hierarchinę juodųjų skylių sujungimo schemą. (Kreditas: LIGO/Caltech/MIT/R Hurt [IPAC]) Prieš milijardus metų įvykęs dviejų juodųjų skylių susidūrimas per visatą nuvilnijo gravitacines bangas. 2019 m. signalai iš šių bangų buvo aptiktas gravitacinių bangų observatorijoje LIGO (JAV) ir detektorius Virgo (Italija).
Tačiau mokslininkus sujaudino vienos iš pirminių juodųjų skylių masė, kuri prieštarauja tradicinėms žinioms apie juodųjų skylių susidarymą.
Atradimas ir analizė aprašyti dviejuose moksliniuose straipsniuose. Vienas, in Fizinės apžvalgos laiškai , išsamiai aprašomas atradimas ir siūlomi galimi būdai, kuriais galėjo įvykti neįprastas susijungimas. Kitas popierius, in Astrophysical Journal Letters , aptariamos fizinės signalo savybės.
Kas tiksliai buvo aptikta?
Tai buvo gravitacinės bangos signalas, palyginti naujas atradimų laukas. Gravitacinės bangos yra nematomi raibuliukai, kurie susidaro supernovoje sprogus žvaigždei; kai dvi didelės žvaigždės skrieja viena aplink kitą; o kai susilieja dvi juodosios skylės. Keliaudamos šviesos greičiu, gravitacinės bangos suspaudžia ir ištempia bet ką savo kelyje.
Gravitacines bangas daugiau nei prieš šimtmetį pasiūlė Albertas Einšteinas savo Bendrojoje reliatyvumo teorijoje. Tačiau tik 2015 m. pirmoji gravitacinė banga buvo aptikta LIGO. Nuo to laiko buvo atlikta keletas vėlesnių gravitacinių bangų aptikimų.
kiek verta Jennifer Hudson
LIGO ir Virgo aptiktas signalas, kaip apibūdino LIGO Collaboration, priminė maždaug keturis trumpus judesius ir truko mažiau nei vieną dešimtąją sekundės.
Iš kur jis atsirado?
Tolesnė analizė parodė, kad GW190521 greičiausiai buvo sukurtas susijungus dviem juodosioms skylėms. Signalas greičiausiai reiškė tą akimirką, kai jiedu susiliejo. Apskaičiuota, kad jis atkeliavo iš maždaug 17 milijardų šviesmečių ir iš laiko, kai visata buvo maždaug perpus jaunesnė.
Tačiau šios išvados sukėlė papildomų klausimų. Viena iš dviejų susiliejančių juodųjų skylių patenka į tarpinį masės diapazoną – tai neatitikimas, kurio negalima paaiškinti tradicinėmis žiniomis apie juodųjų skylių susidarymą.
„Ryan“ žaislai peržiūrėkite grynąją vertę
Kodėl tai neįprasta?
Visos iki šiol pastebėtos juodosios skylės priklauso vienai iš dviejų kategorijų. Viena kategorija svyruoja nuo kelių saulės masių (viena saulės masė yra mūsų Saulės masė) iki dešimčių saulės masių. Manoma, kad jos susidaro, kai miršta didžiulės žvaigždės.
Kita kategorija yra supermasyvios juodosios skylės. Tai svyruoja nuo šimtų tūkstančių iki milijardų kartų daugiau nei mūsų saulė.
Remiantis tradicinėmis žiniomis, žvaigždės, galinčios pagimdyti juodąsias skyles, kurių Saulės masė yra nuo 65 iki 120 Saulės masių, to nedaro – šiame diapazone esančios žvaigždės, mirdamos, sprogsta, nesugriudamos į juodąją skylę.
Tačiau sujungus GW190521 signalą, didesnė juodoji skylė buvo 85 Saulės masių – gerai šiame netikėtame diapazone, žinomame kaip poros nestabilumo masės atotrūkis. Tai pirmoji kada nors pastebėta vidutinės masės juodoji skylė. (Tiesą sakant, mažesnė juodoji skylė taip pat yra ribinė, 66 saulės masės.)
Jiedu susijungė ir sukūrė naują maždaug 142 saulės masių juodąją skylę. Energija, lygiavertė aštuonioms Saulės masėms, buvo išleista gravitacinių bangų pavidalu, o tai lėmė stipriausią iki šiol mokslininkų aptiktą bangą.
Karlie Kloss grynoji vertė
Kaip galėjo susidaryti neįprastos masės juodoji skylė?
Tyrėjai teigia, kad 85 Saulės mases sverianti juodoji skylė buvo ne griūvančios žvaigždės produktas, o pati ankstesnio susijungimo rezultatas. Susidarė susidūrus dviem juodosioms skylėms, todėl tikėtina, kad naujoji juodoji skylė susijungė su 66 Saulės masės juodąja skyle, o tai sukėlė gravitacines bangas ir signalą, kurį gavo LIGO ir Virgo.
Dalykitės Su Savo Draugais:
