Sterrekunde

Wat gebeur met die massa van die swart gat as 'n swart gat verdwyn?

Wat gebeur met die massa van die swart gat as 'n swart gat verdwyn?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

As 'n swart gat nie "gevoed" word deur aangetrokke materie nie, verdwyn dit eendag. Maar hoe is dit selfs moontlik? Wat gebeur met die massa op sy enkelvoud? Dit kan nie net verdwyn of is ek verkeerd met iets nie? Waarheen verdwyn die massa en hoe is dit moontlik?


Die massa (gelykstaande aan energie) word as Hawking-bestraling uitgestraal.


Wat gebeur met die massa van die swart gat as 'n swart gat verdwyn? - Sterrekunde

As 'n swart gat wat afkomstig is van 'n massiewe ster gemaak van anti-materie, sou bots met 'n ander swart gat wat ontstaan ​​het van 'n ster gemaak van 'gewone' materie, wat sou gebeur? Sou die swart gat wat van die anti-materie ster gemaak is, 'anti' eienskappe behou, sodat die twee swart gate mekaar in 'n briljante flits van energie sou vernietig, of sou die samesmelting dieselfde wees as enige ander swart gat saamsmelt, ongeag die tipe materiaal waaruit die swart gat gekom het?

Eerstens is 'n saak-antimaterie-botsing 100% doeltreffend. Dus, selfs as u 'n botsing gehad het op die skaal van 'n 10 miljoen sonmassa-ster, gekombineer met 'n 10 miljoen sonmassa-antimaterie-ster, sal al die massa in energie omskakel. Byvoorbeeld, energie van so 'n botsing gaan in gammastrale met baie energie.

Die probleem met die uitbreiding van hierdie kennis na die twee swart gate wat u voorgestel het, het nou te make met John Wheeler se "geen hare" -teorie. Aangesien geen inligting die swart gat kan verlaat nie weens die swaartekrag, kan daar geen manier wees om te bepaal watter proses of soort ster die swart gat geskep het nie. Ons kan slegs die massa, elektriese lading en hoekmoment van 'n swart gat meet. Swart gate sal vir ons dieselfde lyk of dit deur 'n sterk gemagnetiseerde ster, 'n 'hobbelige' ster of selfs 'n vierkantige ster geskep is. Soos John Wheeler gesê het: ''n Swart gat het geen hare nie.' Ons kan dus nie regtig praat oor 'n swart gat wat deur 'n materie-ster geskep word nie, teenoor 'n swart gat wat deur 'n antimaterie-ster geskep is, wat nog te sê van wat sou gebeur as hulle sou bots.

Om meer oor swart gate uit te vind, sou ek Kip Thorne se 'Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy' aanbeveel. Die boek is nie te moeilik nie, maar nie te maklik nie en het baie nuttige illustrasies.

Hierdie bladsy is laas op 27 Junie 2015 opgedateer.

Oor die skrywer

Sabrina Stierwalt

Sabrina was 'n afgestudeerde student aan Cornell tot 2009 toe sy na Los Angeles verhuis om 'n navorser by Caltech te word. Sy bestudeer nou sterrestelselsamesmeltings aan die Universiteit van Virginia en die National Radio Astronomy Observatory in Charlottesville. U kan haar ook beantwoord oor wetenskaplike vrae in haar weeklikse podcast as Everyday Einstein.


Op soek na 'n vermiste reuse swart gat

Krediet: X-straal: NASA / CXC / Univ of Michigan / K. Gültekin opties: NASA / STScI en NAOJ / Subaru Infrarood: NSF / NOAO / KPNO Radio: NSF / NOAO / VLA

Die raaisel rondom die plek van 'n supermassiewe swart gat het verdiep.

Ondanks die soeke met die Chandra X-ray Observatory en die Hubble-ruimteteleskoop van NASA, het sterrekundiges geen bewyse dat 'n verre swart gat oral tussen 3 miljard en 100 miljard keer die massa van die son is nie.

Hierdie ontbrekende swart gat moet in die enorme sterrestelsel in die middel van die sterrestelselgroep Abell 2261 wees, wat ongeveer 2,7 miljard ligjare van die aarde af is. Hierdie saamgestelde beeld van Abell 2261 bevat optiese data van Hubble en die Subaru-teleskoop wat sterrestelsels in die groep en op die agtergrond toon, en Chandra X-straaldata wat warm gas (pienk gekleur) toon wat deur die groep bestaan. Die middel van die beeld toon die groot elliptiese sterrestelsel in die middel van die groep.

Byna elke groot sterrestelsel in die heelal bevat 'n supermassiewe swart gat in hul middel, met 'n massa wat miljoene of miljarde keer die son se massa is. Aangesien die massa van 'n sentrale swart gat gewoonlik met die massa van die sterrestelsel self opspoor, verwag sterrekundiges dat die sterrestelsel in die middel van Abell 2261 'n supermassiewe swart gat moet bevat wat teen die hefboom van sommige van die grootste bekende swart gate in die heelal is.

Met behulp van Chandra-data wat in 1999 en 2004 verkry is, het sterrekundiges die middel van Abell 2261 se groot sentrale sterrestelsel deursoek vir tekens van 'n supermassiewe swart gat. Hulle het gesoek na materiaal wat oorverhit is toe dit na die swart gat val en X-strale voortbring, maar het nie so 'n bron opgespoor nie.

Krediet: NASA / CXC, NASA / STScI, NAOJ / Subaru, NSF / NRAO / VLA

Nou, met nuwe, langer Chandra-waarnemings wat in 2018 verkry is, het 'n span onder leiding van Kayhan Gultekin van die Universiteit van Michigan in Ann Arbor dieper gesoek na die swart gat in die middel van die sterrestelsel. Hulle het ook 'n alternatiewe verklaring oorweeg waarin die swart gat uit die middel van die gasheerstelsel uitgegooi is. Hierdie gewelddadige gebeurtenis kan die gevolg wees van die feit dat twee sterrestelsels saamsmelt tot die waargenome sterrestelsel, vergesel deur die sentrale swart gat in elke sterrestelsel wat saamsmelt tot een enorme swart gat.

Wanneer swart gate saamsmelt, produseer dit rimpelings in ruimtetyd wat swaartekraggolwe genoem word. As die groot hoeveelheid swaartekraggolwe wat deur so 'n gebeurtenis gegenereer is, sterker in die een rigting as die ander was, voorspel die teorie dat die nuwe, selfs massiewer swart gat in die teenoorgestelde rigting van die middel van die sterrestelsel af weggeneem sou word. Dit word 'n terugslagende swart gat genoem.

Sterrekundiges het nie definitiewe bewyse gevind vir die terugsak van swart gate nie en dit is nie bekend of supermassiewe swart gate selfs naby genoeg aan mekaar kom om swaartekraggolwe te produseer en tot dusver saam te smelt nie. Sterrekundiges het slegs die samesmelting van veel kleiner swart gate bevestig. Die opsporing van terugsakende supermassiewe swart gate sou wetenskaplikes help om sterrewagte te gebruik en te ontwikkel om swaartekraggolwe te soek deur supermassiewe swart gate saam te smelt.

Die sterrestelsel in die middel van Abell 2261 is 'n uitstekende groep om na 'n terugslagende swart gat te soek, want daar is twee indirekte tekens dat 'n samesmelting tussen twee massiewe swart gate kon plaasgevind het. Eerstens, data van die Hubble- en Subaru-optiese waarnemings onthul 'n galaktiese kern - die sentrale gebied waar die aantal sterre in die sterrestelsel in 'n gegewe kol van die sterrestelsel op of naby die maksimum waarde is - wat veel groter is as wat verwag is vir 'n sterrestelsel van sy grootte. Die tweede teken is dat die digste konsentrasie sterre in die sterrestelsel meer as 2000 ligjare weg is van die middel van die sterrestelsel, wat opvallend ver is.

Hierdie kenmerke is die eerste keer geïdentifiseer deur Marc Postman van die Space Telescope Science Institute (STScI) en medewerkers in hul vroeëre Hubble- en Subaru-beelde, en het daartoe gelei dat hulle die idee voorstel van 'n saamgevoegde swart gat in Abell 2261. Die supermassiewe swart gat tydens 'n samesmelting. in elke sterrestelsel sak dit in die middel van die pas saamgevoegde sterrestelsel. As hulle deur swaartekrag aan mekaar gebind word en hul baan begin krimp, word daar van die swart gate verwag om met omliggende sterre in wisselwerking te tree en dit uit die middel van die sterrestelsel uit te werp. Dit sou die groot kern van Abell 2261 verklaar. Die konsentrasie van die sterre buite die middelpunt kan ook veroorsaak word deur 'n gewelddadige gebeurtenis, soos die samesmelting van twee supermassiewe swart gate en die daaropvolgende terugslag van enkele, groter swart gate wat tot gevolg het.

Al is daar leidrade dat 'n samesmelting van swart gate plaasgevind het, het geen data van Chandra of Hubble bewyse vir die swart gat self getoon nie. Gultekin en die meeste van sy medeskrywers, gelei deur Sarah Burke-Spolaor van die Universiteit van West Virginia, het Hubble vroeër gebruik om na 'n klomp sterre te soek wat deur 'n terugslagende swart gat weggevoer kon word. Hulle het drie polle naby die middestad van die sterrestelsel bestudeer en ondersoek of die bewegings van sterre in hierdie polle hoog genoeg is om aan te dui dat hulle 'n swart gaatjie van tien miljard sonmassa bevat. Geen duidelike bewyse vir 'n swart gat is in twee van die polle gevind nie en die sterre in die ander een was te flou om nuttige gevolgtrekkings te lewer.

Hulle het ook voorheen waarnemings van Abell 2261 bestudeer met die Karl G. Jansky Very Large Array van die NSF. Radioemissies wat naby die middel van die sterrestelsel opgespoor is, het bewys dat supermassiewe swartgataktiwiteit daar 50 miljoen jaar gelede voorgekom het, maar dit dui nie aan dat die middel van die sterrestelsel tans so 'n swart gat bevat nie.

Daarna draai hulle na Chandra om te soek na materiaal wat oorverhit is en X-strale lewer, terwyl dit na die swart gat val. Terwyl die Chandra-data wel onthul het dat die digste warm gas nie in die middel van die sterrestelsel was nie, het hulle geen moontlike X-straalhandtekeninge van 'n groeiende supermassiewe swart gat onthul nie - daar is geen X-straalbron in die middel van die groep gevind nie , of in enige van die sterretjies, of op die plek waar die radio-uitstoot plaasvind.

Die skrywers het tot die gevolgtrekking gekom dat daar op geen van hierdie plekke 'n swart gat is nie, of dat dit materiaal te stadig intrek om 'n waarneembare X-straalsignaal te lewer.

Die raaisel van die ligging van hierdie reusagtige swart gat gaan dus voort. Alhoewel die soektog onsuksesvol was, is daar steeds hoop vir sterrekundiges wat in die toekoms na hierdie supermassiewe swart gat wil soek. Nadat die James Webb-ruimteteleskoop eenmaal gelanseer is, kan dit die teenwoordigheid van 'n supermassiewe swart gat in die middel van die sterrestelsel of een van die sterretjies sien. As Webb nie die swart gat kan vind nie, is die beste verklaring dat die swart gat goed uit die middel van die sterrestelsel teruggesak het.


'N Reuse swart gat bly opsporing vermy en wetenskaplikes kan dit nie verklaar nie

'N Enorme swart gat bly gly deur sterrekundiges se nette.

Daar word gedink dat supermassiewe swart gate in die harte van die meeste, indien nie alle, sterrestelsels skuil nie. Ons eie Melkweg het een so massief soos byvoorbeeld 4 miljoen sons, en M87's - die enigste swart gat wat ooit direk afgebeeld is - wys die weegskaal teen 'n yslike 2,4 miljard sonmassas.

Die groot sterrestelsel in die kern van die tros Abell 2261, wat ongeveer 2,7 miljard ligjare van die aarde af lê, moet 'n groter sentrale swart gat hê - 'n monster wat lig dra tot soveel as 3 miljard tot 100 miljard sonne, sterrekundiges. skatting van die massa van die sterrestelsel. Maar die eksotiese voorwerp het die opsporing tot dusver ontwyk.

Navorsers het byvoorbeeld voorheen gesoek na röntgenstrale wat uit die middel van die sterrestelsel stroom, met behulp van data wat deur NASA's versamel is Chandra X-straalsterrewag in 1999 en 2004. X-strale is 'n potensiële swartgat-handtekening: namate materiaal in 'n swart gat val, versnel dit en word dit baie warm, en dit gee baie hoë-energie X-straallig uit. Maar daardie jag het niks opgelewer nie.

'N Nuwe studie het 'n nog dieper soektog na X-strale in dieselfde sterrestelsel gedoen, met behulp van Chandra-waarnemings vanaf 2018. En hierdie nuwe poging het nie net in die middel van die sterrestelsel gekyk nie, maar ook die moontlikheid dat die swart gat geklop is. na die agterlande na 'n monster galaktiese samesmelting.

Wanneer swart gate en ander massiewe voorwerpe bots, gooi dit rimpels in ruimtetyd, bekend as swaartekraggolwe. As die uitgestraalde golwe nie in alle rigtings simmetries is nie, kan dit die saamgevoegde supermassiewe swart gat van die middelpunt van die nuutvergrote sterrestelsel af wegstoot, sê wetenskaplikes.

Sulke "terugslag" swart gate is suiwer hipotetiese wesens wat niemand tot op hede definitief raakgesien het nie. Inderdaad, "dit is nie bekend of supermassiewe swart gate selfs naby genoeg aan mekaar kom om swaartekraggolwe te produseer en tot dusver saam te smelt nie. Sterrekundiges het slegs die samesmelting van veel kleiner swart gate bevestig," het NASA-amptenare in 'n verklaring oor die nuwe studie.

"Die opsporing van terugsakende supermassiewe swart gate sou wetenskaplikes help om sterrewagte te gebruik en te ontwikkel om gravitasiegolwe te soek deur supermassiewe swart gate saam te smelt," het hulle bygevoeg.

Die sentrale sterrestelsel van Abell 2261 is 'n goeie plek om op so 'n eenhoorn te jag, het navorsers gesê, want dit dra verskeie moontlike tekens van 'n dramatiese samesmelting. Waarnemings deur die Hubble-ruimteteleskoop en Subaru-teleskoop op die grond toon dat sy kern, die gebied met die hoogste sterdigtheid, is baie groter as wat verwag is vir 'n sterrestelsel van sy grootte. En die digste sterrekol is ongeveer 2000 ligjare weg van die middel van die sterrestelsel - 'opvallend ver', het NASA-amptenare geskryf.

In die nuwe studie het 'n span onder leiding van Kayhan Gultekin van die Universiteit van Michigan bevind dat die digste konsentrasies warm gas nie in die sentrale streke van die sterrestelsel was nie. Maar die Chandra-data het geen noemenswaardige X-straalbronne geopenbaar nie, nie in die galaktiese kern of in groot groepe sterre verder nie. Die raaisel van die vermiste supermassiewe swart gat bly dus voort.

Die raaisel kan opgelos word deur Hubble se opvolger - die groot, kragtige NASA James Webb-ruimteteleskoop, wat na verwagting in Oktober 2021 begin.

As James Webb nie 'n swart gat in die hart van die sterrestelsel of in een van sy groter sterretjies sien nie, is die beste verklaring dat die swart gat goed uit die middel van die sterrestelsel teruggeval het, het NASA-amptenare geskryf.

Die nuwe studie is aanvaar vir publikasie in 'n tydskrif van die American Astronomical Society. U kan dit gratis lees op die aanlyn preprint-webwerf arXiv.org.

Mike Wall is die skrywer van "Daar buite"(Grand Central Publishing, 2018 geïllustreer deur Karl Tate), 'n boek oor die soeke na uitheemse lewe. Volg hom op Twitter @michaeldwall. Volg ons op Twitter @Spacedotcom of Facebook.


Aan na die volgende een

Almheiri en sy vriende het getoon dat verstrengeling van swart gate op die Page-kurwe gevolg het, en bevestig dat swart gate inderdaad inligting vrystel, alhoewel dit in so 'n wanorde blyk dat dit soos 'n geënkripteerde wagwoord lyk.

As 'n brein na al hierdie dinge nog steeds werk, bevat Almheiri se navorsing ongelooflik teoretiese instrumente wat navorsers in staat stel om die deurmekaar verstrengelde deeltjies in die kwantum-ekstreme oppervlak te & # 8220; dekodeer & # 8220; en om uit te vind wat dit is en waar hulle het gekom van.

Verlede jaar, nadat hulle pas 'n 50-jarige raaisel opgelos het en die werk van Page se lewe bewys het, het die span besluit om te fokus op die geheimsinnige & # 8220island & # 8221 van deeltjies wat in die swart gat was - maar nie & # 8220van nie; . Die eiland is deel van die bestraling, maar dit is nie gevlieg of oorgedra na die ekstreme oppervlak nie.

Die ontkoppeling word geteoretiseer as deel van die rede waarom swart gate aan die ander kant van die Page-kromme afgaan, en as die oplossing van die paradoks van die swartgatinligting moeilik lyk, het Musser die kwessie van die geheimsinnige eiland beskryf as die oorsaak van die span om & # 8220 weg in die verte, kortstondig verlore vir woorde. & # 8221

DEEL hierdie kwantum deurbraak met vriende op sosiale media & # 8230


Dood deur swart gat

Daar word verwag dat swart gate sal vorm wanneer 'n massiewe ster sterf. Nadat die ster se kernbrandstof uitgeput is, stort sy kern in tot die digste toestand van denkbare denke, honderd keer digter as 'n atoomkern.

Dit is so dig dat protone, neutrone en elektrone nie meer afsonderlike deeltjies is nie.

Aangesien swart gate donker is, kom dit voor as dit om 'n normale ster wentel.

Die eienskappe van die normale ster laat sterrekundiges die eienskappe van sy donker metgesel, 'n swart gat, aflei.

Die eerste swart gat wat bevestig is, was Cygnus X-1, die helderste X-straalbron in die Cygnus-konstellasie.

Sedertdien is ongeveer 50 swart gate ontdek in stelsels waar 'n normale ster om 'n swart gat wentel.

Dit is die naaste voorbeelde van ongeveer 10 miljoen wat na verwagting deur die Melkweg versprei sal word.

Swart gate is grafte van materie, niks kan daaraan ontsnap nie, nie eers lig nie.

Die lot van almal wat in 'n swart gat val, sou 'n pynlike 'spaghettifisering' wees, 'n idee wat Stephen Hawking in sy boek 'A Brief History of Time' gewild het.

By spaghettifisering sou die intense erns van die swart gat jou uitmekaar trek en jou bene, spiere, senings en selfs molekules skei.

Soos die digter Dante die woorde oor die hekke van die hel beskryf in sy gedig Divine Comedy: Abandon hope, all ye who here enter.


Supermassiewe swart gat ontbreek: wetenskaplikes verward gelaat

Chandra X-straalwaarnemingsentrum

Wetenskaplikes het kop gelaat, want dit lyk of 'n supermassiewe swart gat in die middel van 'n verre sterrestelsel ontbreek.

Ten spyte van die soeke met die Chandra X-ray Observatory en die Hubble-ruimteteleskoop van die NASA, het sterrekundiges geen bewyse dat 'n swart gat in die verte na raming tot 100 miljard keer die massa van die son is nie.

Die sterrestelselgroep Abell 2261 is ongeveer 2,7 miljard ligjare van die aarde af geleë.

'N Ligjaar is die afstand wat die lig in een jaar beweeg (dit is 'n lang pad - ongeveer 9 triljoen km). As sterrekundiges na hierdie swart gat kyk, sien hulle hoe dit ver in die verlede voorgekom het.

Moenie bekommerd wees nie - hierdie swart gat is redelik ver weg!

Swart gate word gevorm wanneer 'n sterwende ster inmekaar stort onder die druk van sy eie gewig. Dit lei tot iets wat 'n supernova genoem word, 'n ster se uiters kragtige ontploffing.

Swart gate is plekke in die ruimte waar die swaartekrag so sterk is dat selfs lig nie daaraan kan ontsnap nie! Dit maak hulle moeilik om te sien. In die middel van 'n swart gat is daar 'n kwasar, wat aangedryf word deur soveel aktiwiteite wat naby die swart gat plaasvind. Die lig van 'n kwasar kan 600 biljoen keer helderder wees as ons son, en dit is waarvoor sterrekundiges oplet as hulle swart gate ontdek.

Die ontbrekende swart gat moet in die middel van die enorme sterrestelsel wees, aangesien elke groot sterrestelsel in die heelal een moet hê. So hoekom nie hierdie een nie?

Sterrekundiges het al 'n geruime tyd die middelpunt van die Abell-sterrestelsel deurgesoek met behulp van data wat in 1999 en 2004 versamel is, maar tot op hede kon die ontwykende swart gat nie gevind word nie.

Getty Images

Wat gebeur as 'n massiewe swart gat 'n ster verslind?

Dr. Jane Lixin Dai, teoretiese astrofisikus en assistent-professor en prof. Enrico Ramirez-Ruiz, albei van die DARK Cosmology Centre aan die Niels Bohr Instituut, Universiteit van Kopenhagen, het die wetenskaplike gemeenskap onlangs 'n broodnodige rekenaarmodel voorsien. Dit is nodig vir die ondersoek na getyontwrigtingsgebeurtenisse - skaars, maar uiters kragtige gebeure wat in die middel van sterrestelsels plaasvind.

In die figuur sien ons 'n dwarssnit van wat gebeur as die materiaal van die ontwrigte ster deur die swart gat verslind word. 'N Akkresieskyf word deur die materiaal gevorm (skyf). Daar is te veel materiaal om dit gelyktydig in die swart gat te laat gaan. Dit word in die proses verhit en straal groot hoeveelhede lig en straling uit, sigbaar vanaf die aarde (dubbele pyl). Dr. Jane Dai se rekenaarmodel neem die verskil in die kykhoek vanaf die aarde in ag, wat beteken dat ons nou die variasies in waarnemings korrek kan kategoriseer. Dit beteken dat ons die eienskappe van die swart gat kan bestudeer en leer oor 'n hemelliggaam wat ons andersins nie sou kon sien nie.

Gety ontwrigting gebeure

In die middel van elke groot sterrestelsel is daar 'n supermassiewe swart gat, miljoene tot miljarde keer swaarder as die son. Dit is egter moeilik om die meeste daarvan waar te neem, aangesien hulle geen lig of straling uitstraal nie. Dit gebeur slegs as een of ander vorm in die uiters sterk gravitasieveld van die swart gat getrek word. In seldsame gevalle, eintlik so skaars as een keer in elke 10.000 jaar vir een sterrestelsel, gaan 'n ster baie naby die supermassiewe swart gat, en die swaartekrag van die swart gat skeur dit uitmekaar. Hierdie tipe noodlottige gebeurtenis word 'n gety-ontwrigtingsgebeurtenis genoem.

Wanneer 'n gety-ontwrigtingsgebeurtenis plaasvind, sal die swart gat vir 'n rukkie "te veel gevoer word" met sterreste. "Dit is interessant om te sien hoe materiale in sulke swart omstandighede in die swart gat kom," sê dr. Jane Dai, wat die studie gelei het. 'Aangesien die swart gat die stergas eet, word 'n groot hoeveelheid straling vrygestel. Die bestraling is wat ons kan waarneem, en deur dit te gebruik, kan ons die fisika verstaan ​​en die eienskappe van die swart gate bereken. Dit maak dit uiters interessant om te gaan jag vir getyversteuringsgebeurtenisse. "

'N Eenheidsmodel

Alhoewel dieselfde fisika na verwagting in alle gety-ontwrigtingsgebeurtenisse sal gebeur, het die waargenome eienskappe van hierdie gebeure groot variasie getoon: sommige gee meestal X-straal-emissies uit, terwyl ander hoofsaaklik sigbare lig en UV uitstraal. Dit was baie gewild om hierdie verskeidenheid te verstaan ​​en hierdie heel verskillende legkaartstukke saam te stel. In die model is dit die kijkhoek van die waarnemer wat die verskil bepaal het. Sterrekundiges neem alles van die Aarde waar, maar die sterrestelsels is lukraak oor die heelal gerig. "Dit is asof daar 'n sluier is wat 'n deel van 'n dier bedek. Van sommige hoeke sien ons 'n ontblote dier, maar vanuit ander hoeke sien ons 'n bedekte dier. Die dier is dieselfde, maar ons persepsie is anders," het prof. Enrico Ramirez-Ruiz, 'n medeskrywer van die studie.

Jane Lixin Dai, teoretiese astrofisikus by DARK Cosmology Centre en Niels Bohr International Academy aan die Niels Bohr Instituut, Universiteit van Kopenhagen, wil al lank 'n rekenaarmodel hê wat dit moontlik maak om swartgat-eienskappe te bereken.

Met die model wat Dr. Dai en haar medewerkers saamgestel het, wat elemente uit algemene relatiwiteit, magnetiese veld, bestraling en gas kombineer, het ons nou 'n mate van wat ons verwag om te sien wanneer ons getyversteuringsgebeurtenisse vanuit verskillende hoeke sien. Dit stel ons ook in staat om verskillende gebeure binne 'n samehangende raamwerk te plaas. "Ons sal binne 'n paar jaar honderde tot duisende ontwrigtingsgetye waarneem. Dit sal ons baie" laboratoriums "gee om ons model te toets en dit te gebruik om meer oor swart gate te verstaan," het dr. Dai gesê.

Samewerking en perspektiewe

Hierdie werk is moontlik gemaak deur die samewerking tussen dr. Jane Dai van die DARK Cosmology Centre aan die Niels Bohr Instituut (NBI), prof. Enrico Ramirez-Ruiz van beide die NBI en die Universiteit van Kalifornië in Santa Cruz (UCSC), as asook navorsers van die Universiteit van Maryland: prof. Jonathan McKinney, dr. Nathaniel Roth en prof. Cole Miller. In die besonder is moderne rekenaarinstrumente gebruik om die legkaart op te los. Hierdie simulasies is uitgevoer deur dr. Dai en dr. Roth op die onlangs groot rekenaargroep wat deur Villum Grant moontlik gemaak is deur professor Jens Hjorth, hoof van DARK Cosmology Centre, asook trosse wat deur NSF en NASA befonds word.

Hierdie deurbraak het die vinnig groeiende navorsingsveld 'n nuwe perspektief gegee. "Slegs die afgelope dekade of so kon ons TDE's van ander galaktiese verskynsels onderskei, en die model van Dr. Dai sal ons die basiese raamwerk bied om hierdie seldsame gebeure te verstaan," sê prof. Enrico Ramirez-Ruiz.

In die komende jaar sal die Young Supernova Experiment (YSE) kortstondige opname, gelei deur DARK en UCSC, tesame met ander teleskope soos die Large Synoptic Survey Telescopes wat in Chili gebou word, ons toegang tot baie meer data gee en baie help om uit te brei hierdie navorsingsveld.


ALMA duik in Black Hole se 'Sphere of Influence'

Wat binne-in 'n swart gat gebeur, bly binne-in 'n swart gat, maar wat binne 'n swart gat se 'invloedsfeer' gebeur - die binneste gebied van 'n sterrestelsel waar die swaartekrag van 'n swart gat die dominante krag is - is vir astronome van groot belang en kan help bepaal die massa van 'n swart gat asook die impak daarvan op sy galaktiese omgewing.

Nuwe waarnemings met die Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) Befonds deur die Amerikaanse Nasionale Wetenskapstigting en sy internasionale vennote (NRAO / ESO / NAOJ), is ALMA een van die mees ingewikkelde en kragtigste sterrekundiges. sterrewagte op aarde of in die ruimte. Die teleskoop bestaan ​​uit 66 hoë-presisie-skottelantennes in die noorde van Chili. bied 'n ongekende close-up-aansig van 'n kolkende skyf met koue interstellêre gas wat om 'n supermassiewe swart gat draai. Hierdie skyf lê in die middel van NGC 3258, 'n massiewe elliptiese sterrestelsel Elliptiese sterrestelsel 'n Sterrestelsel wat rond of ellipties van vorm voorkom, wat gewoonlik min gas en stof bevat, geen spiraalarms of skyf nie, meestal ouer sterre, wat wissel van bolvormig tot 'sokker' en 'n paar warm, helder sterre. ongeveer 100 miljoen ligjare van die aarde af. Op grond van hierdie waarnemings het 'n span gelei deur sterrekundiges van die Texas A & ampM Universiteit en die Universiteit van Kalifornië, Irvine, vasgestel dat hierdie swart gat 'n verbysterende 2,25 miljard sonmassa weeg, die massiefste swart gat wat tot dusver met ALMA gemeet is.

Alhoewel supermassiewe swart gate massas kan hê wat miljoene tot miljarde keer dié van die son is, beslaan dit net 'n klein fraksie van die massa van 'n hele sterrestelsel. Om die invloed van 'n swart gat se swaartekrag van die sterre, interstellêre gas en donker materie in die galaktiese middelpunt te isoleer, is uitdagend en verg hoogs sensitiewe waarnemings op fenomenale klein skale.

"Om die baanbeweging van materiaal so na as moontlik aan 'n swart gat waar te neem, is van uiterste belang wanneer die massa van die swart gat akkuraat bepaal word." sê Benjamin Boizelle, 'n nadoktorale navorser aan die Texas A & ampM Universiteit en hoofskrywer van die studie wat in die Astrofisiese joernaal. "Hierdie nuwe waarnemings van NGC 3258 toon die wonderlike vermoë van ALMA om die rotasie van gasagtige skywe rondom wonderlike swart gate in wonderlike besonderhede te karteer."

Sterrekundiges gebruik verskillende metodes om swart gatmassas te meet. In reuse elliptiese sterrestelsels is die meeste metings afkomstig van waarnemings van die wentelbeweging van sterre rondom die swart gat, geneem in sigbare of infrarooi lig. 'N Ander tegniek, met behulp van natuurlik voorkomende watermasers (radiogolflengte-lasers) in gaswolke wat om swart gate wentel, bied 'n hoër presisie, maar hierdie masers kom baie skaars voor en word byna uitsluitlik geassosieer met spiraalvormige sterrestelsels met kleiner swart gate.

Die afgelope paar jaar het ALMA baanbrekerswerk gedoen met 'n nuwe metode om swart gate in reuse elliptiese sterrestelsels te bestudeer. Ongeveer 10 persent van die elliptiese sterrestelsels bevat gereeld skyfies koue, digte gas in hul sentrums. Hierdie skywe bevat koolstofmonoksied (CO) gas, wat waargeneem kan word met radioteleskope van millimeter golflengte.

Deur die Doppler-verskuiwing van die emissie van CO-molekules te gebruik, kan sterrekundiges die snelhede van wentelende gaswolke meet, en ALMA maak dit moontlik om die sentra van sterrestelsels op te los waar die wentelsnelheid die hoogste is.

"Ons span ondersoek al 'n paar jaar nabygeleë elliptiese sterrestelsels met ALMA om skywe van molekulêre gas wat rondom reusagtige swart gate draai, te vind en te bestudeer," het Aaron Barth van UC Irvine, 'n medeskrywer van die studie, gesê. "NGC 3258 is die beste teiken wat ons gevind het, want ons kan die rotasie van die skyf nader aan die swart gat opspoor as in enige ander sterrestelsel."

Net soos die aarde vinniger om die son wentel as wat Pluto doen omdat dit 'n sterker gravitasiekrag ervaar, wentel die binneste streke van die NGC 3258-skyf vinniger as die buitenste dele as gevolg van die swaartekrag van die swart gat. Die ALMA-data toon dat die rotasiesnelheid van die skyf styg van 1 miljoen kilometer per uur aan sy buitenste rand, ongeveer 500 ligjaar vanaf die swart gat, tot meer as 3 miljoen kilometer per uur naby die skyf se sentrum op 'n afstand van net 65 lig. -jaar vanaf die swart gat.

Die navorsers het die massa van die swart gat bepaal deur die rotasie van die skyf te modelleer en rekening te hou met die bykomende massa van die sterre in die sentrale streek van die sterrestelsel en ander besonderhede, soos die effens skewe vorm van die gasskyf. Die duidelike opsporing van vinnige rotasie het die navorsers in staat gestel om die massa van die swart gat met 'n presisie beter as een persent te bepaal, hoewel hulle 'n bykomende stelselmatige 12 persent onsekerheid in die meting skat, omdat die afstand tot NGC 3258 nie baie presies bekend is nie. Alhoewel die onseker afstand rekening hou, is dit een van die mees presiese massametings vir enige swart gat buite die Melkwegstelsel.

"Die volgende uitdaging is om meer voorbeelde van byna perfekte roterende skywe soos hierdie te vind, sodat ons hierdie metode kan toepas om swartgatmassas in 'n groter monster sterrestelsels te meet," het Boizelle afgesluit. “Bykomende ALMA-waarnemings wat hierdie vlak van presisie bereik, sal ons help om die groei van beide sterrestelsels en swart gate regoor die wêreld se heelal beter te begryp.”

Die National Radio Astronomy Observatory is 'n fasiliteit van die National Science Foundation, wat onder samewerkingsooreenkoms bedryf word deur Associated Universities, Inc.

Kontak: Suzy Gurton
[email protected]

Verwysing: ''n Precisie-meting van die massa van die swart gat in NGC 3258
van hoë-resolusie ALMA-waarnemings van die sirkumnukleêre skyf, ”B. Boizelle, et al., die Astrophysical Journal: apj.aas.org Voorafdruk: https://arxiv.org/abs/1906.06267

Die Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA), 'n internasionale sterrekundefasiliteit, is 'n vennootskap van die Europese Organisasie vir Astronomiese Navorsing in die Suidelike Halfrond (ESO), die Amerikaanse Nasionale Wetenskapstigting (NSF) en die National Institutes of Natural Sciences ( NINS) van Japan in samewerking met die Republiek Chili. ALMA word gefinansier deur ESO namens sy lidstaten, deur NSF in samewerking met die National Research Council of Canada (NRC) en die Ministerie van Wetenskap en Tegnologie (MOST) en deur NINS in samewerking met die Academia Sinica (AS) in Taiwan en die Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

ALMA-konstruksie en -bedrywighede word gelei deur ESO namens sy lidlande deur die National Radio Astronomy Observatory (NRAO), bestuur deur Associated Universities, Inc. (AUI), namens Noord-Amerika en deur die National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ ) namens Oos-Asië. Die Joint ALMA Observatory (JAO) bied die eenvormige leierskap en bestuur van die konstruksie, inbedryfstelling en werking van ALMA.


Aanname # 1 is heeltemal korrek - daar is 'n baie groot ('supermassiewe') swart gat in die middel van ons sterrestelsel.

Aanname # 2 is egter onwaar. Swartgate is nie beter om voorwerpe in die verte in te trek as wat enige ander ding in die ruimte met dieselfde massa sou wees nie. As u die son nou in 'n swart gat sou stort, sou die aarde se baan nie verander nie. Dit is omdat swaartekrag swaartekrag is - dit maak nie saak dat ons deur 'n ster of deur 'n swart gat getrek word nie. Al wat belangrik is, is die massa van die voorwerp wat trek.

So ja, enigiets wat in die swart gat in die middel van die sterrestelsel val, gaan verlore. Maar daar val nie baie in nie. Die groot aantal sterre in die middel beweeg weliswaar in allerhande willekeurige rigtings, en sommige word per ongeluk in die swart gat in die baan gestuur, maar die meeste voorwerpe in die sterrestelsel is ongeaffekteer. In fact, our Solar System is held in its orbit far more by the mass of all the stars near the central black hole than by the black hole itself, as these collectively outweigh the black hole by quite a lot.

Part of this misconception I think is due to artists' renditions of accretion disks where all the material inescapably spirals into the black hole in the center. However, the reason this material spirals inward is that gas can transfer angular momentum via collisions. Stuff moving in a nearly circular orbit has too much tangential velocity to just "fall" in. What happens is that material further away in the disk is moving slower, and frictional drag slows down the stuff toward the inner part of the disk, allowing its orbit to decay. Basically, angular momentum (essentially the tendency to have a tangential rather than radial velocity) is transferred outward as matter is dragged inward.

With stars, this process basically cannot happen, simply because they are not colliding with one another. Our Sun will continue for many billions of years in a stable orbit around the center of the Milky Way, black hole or no. Stars do scatter gravitationally (a process called dynamic relaxation) so there is an analog to the viscosity of an accretion disc, but it's much smaller and slower.


Watch the video: OUDE VERSIE Natuurkunde uitleg Stoffen 4: Massa en Volume OUDE VERSIE (Desember 2022).