Sterrekunde

Wat verhoog die vaslegging en samesmelting van pare klein swart gaatjies wat om supermassiewe swart gaatjies wentel?

Wat verhoog die vaslegging en samesmelting van pare klein swart gaatjies wat om supermassiewe swart gaatjies wentel?


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.

Ek het net probeer om die nuwe artikel van New York Times te lees Two Black Holes Colliding Not Enough? Make It Three wat skakel met die nuwe 25-Junie-2020 Physical Review Letter Graham et al. Kandidaat Elektromagnetiese eweknie vir die Binary Black Gat Fusion Gravitational-Wave Event S190521g

Die gebeurtenis wat beskryf word, is die samesmelting van twee swart gate wat in die aanwasskyf van 'n supermassiewe swart gat in die middel van 'n sterrestelsel ingebed was; d.w.s. in 'n kwasar (losweg).

Die NYTimes-artikel beskryf die volgende en verwys na 'n vorige artikel:

Die feit dat die opvlam eers 34 dae nadat die swaartekraggolwe opgespoor is, sigbaar geword het. Dit sal ongeveer so lank duur voordat enige lig van 'n botsing met 'n swart gat uit so 'n dik skyf gas verskyn, volgens 'n model wat dr. Ford en Barry McKernan, haar kollega aan die American Museum of Natural History, in 'n artikel beskryf het. laas jaar.

Dr. Ford beskryf die aanwasskyf as 'n swerm sterre en dooie sterre, insluitend swart gate, 'in 'n Caltech-nuusverklaring.

Sy het bygevoeg, 'Hierdie voorwerpe wemel soos kwaai bye om die monsteragtige koninginby in die middel. Hulle kan 'n kort tydjie gravitasievennote vind en saamgaan, maar verloor gewoonlik hul maats vinnig aan die mal dans. Maar op 'n supermassiewe swart gat se skyf skakel die vloeiende gas die mosput van die swerm om in 'n klassieke menuet en organiseer die swart gate sodat hulle kan koppel. '

Die referaat is B. McKernan et al. 2019 Ramdruk-ontploffing van 'n geskopte Hill-sfeer: vinnige elektromagnetiese emissie van die samesmelting van swart swart gate in 'n AGN-aanwasskyf

Vraag: Is dit moontlik om te verduidelik waaroor dit gaan: "die vloeiende gas (wat die mos-put van die swerm omskakel na 'n klassieke menuet, wat die swart gate organiseer sodat hulle kan koppel")? Wat gaan dit aan die aanwasskyf wat die vang- en samesmeltingsnelheid van pare klein swart gaatjies wat daarin wentel, verhoog?


Ek sou dink dat dieselfde rede dat 'n gasskyf die groei van planeetdiere verhoog. Sleep van die skyf af dwing sirkelvormige, ko-planêre wentelbane af, wat weer beteken dat voorwerpe wat naby mekaar kom, relatiewe snelhede het.

Bewerk: Dit wat vermoedelik aan die gang is, is 'n bietjie ingewikkelder as die eenvoudige antwoord hierbo. Die digtheid van massiewe voorwerpe wat in die aanwasskyf ingebed is, kan in sekere wentelstrale verbeter word. Hierdie 'migrasievalle' (Bellovary et al. 2016) word veroorsaak deur wringkragte wat op die voorwerpe (in hierdie geval swart gate), wat veroorsaak word deur gasaanwas, uitgeoefen word. Vir sekere skyftoestande is dit moontlik om plekke te vind waar die wringkrag in kleiner radiuse die baanstraal verhoog, maar teen groter radiusse is die teenoorgestelde waar. Dit sal veroorsaak dat voorwerpe in hierdie migrasievalle ophoop, wat hulle meer kans gee om te kommunikeer volgens my oorspronklike antwoord.


Sterre massa swart gate

Daar word geglo dat sommige X-straal-binêre stelsels swart gate bevat wat in massamassa ingebed is in skywe met binnewater-spiraalvormige gas. Hierdie aanwas-skywe is bekende bronne van sagte en harde X-straalemissie, en in sommige gevalle is dit ook bronne van sagte gammastraalemissie. Miskien is die bekendste voorbeeld Cygnus X-1, die helderste X-straalbron in die sterrebeeld Cygnus. Die X-straal-helderheid van hierdie hoë-massa X-straal-binêre (waarin die normale metgesel 'n O- of B-ster baie keer die massa van die son is) is veranderlik en is gekorreleer met verskillende hoë-energie spektrale "toestande". Hierdie aktiwiteitstoestande bestaan ​​uit verskillende mengsels van twee hoofkomponente: 'n sagte termiese swartliggaamagtige komponent en 'n harde nie-termiese kragwetkomponent. Dit is hierdie kragwetkomponent wat soms tot gammastraalenergieë van ten minste 'n MeV kan uitbrei.

Die oorsprong van die MeV-gammastraalemissie van Cygnus X-1 word nie goed verstaan ​​nie. Die meeste modelle neem aan dat die gammastrale X-strale is wat deur Compton versprei is deur ligte relativistiese elektrone. Die presiese oorsprong van daardie energieke elektrone is nog onduidelik. Sommige modelleerders het bespiegel dat die koppeling van magnetiese velde of skokke in skyfuitvloeiing die elektrone versnel. 'N Besonder aantreklike idee is egter dat die verstrooiingselektrone natuurlik ontstaan ​​in die samelopende aanwasvloei vanaf die binneste stabiele baan van die aanwasskyf. As die aanwas tempo hoog is, kan Compton-emissie van die grootstroom die waargenome gammastraalemissie genereer.

Laastens word Galaktiese bronne X-straal novae genoem wat intense uitbarstings van X-straalemissie genereer wat maande kan voortduur voordat dit vervaag. Dit is bekend dat dit voorkom in laermassa-binêre stelsels waarin die normale begeleidende ster ongeveer 'n sonmassa het in 'n noue wentelbaan om 'n kompakte voorwerp. Sulke binêre stelsels kan herhaalde uitbarstings ondergaan wat dit vir 'n kort tydjie die helderste hoë-energiebronne in die lug kan maak. Optiese waarnemings van hierdie lae-massa X-straal-binêre stelsels tydens hul rustige toestande dui aan dat die kompakte voorwerp tipies massiewer is as 3,0 sonmassas en dus heel waarskynlik 'n swart gat is. Sommige uitbarstings van X-straal novae gaan ook gepaard met lae-energie gammastraalemissie. Ten minste een so 'n nova-uitbarsting, dié van Nova Muscae in 1991, waargeneem met die SIGMA-instrument, vertoon 'n veranderlike positron-vernietigingslyn. Latere waarnemings met teleskope aan boord van die Compton-sterrewag van Nova Persei 1992 het bevestig dat X-straal novae aanleiding kan gee tot gammastraalemissie wat tot fotonenergieë van minstens 2 MeV strek.


LIGO ontdek die samesmelting van twee swart gate

Groot nuus: die Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) het sy eerste gravitasiegolfsein opgespoor! Nie net is die opsporing van hierdie sein 'n belangrike tegniese prestasie en 'n opwindende bevestiging van algemene relatiwiteit nie, maar dit het ook groot implikasies vir astrofisika in swartgate.

Wat het LIGO gesien?

LIGO is ontwerp om die rimpeling in ruimtetyd op te spoor wat geskep word deur twee massiewe voorwerpe wat om mekaar wentel. Hierdie golwe kan waarneembare amplitudes bereik wanneer 'n binêre stelsel wat bestaan ​​uit twee veral massiewe voorwerpe - dws swart gate of neutronsterre - die einde van hul inspirasie bereik en saamsmelt.

LIGO het onsuksesvol gesoek na swaartekraggolwe sedert sy aanvanklike bedrywighede in 2002, maar 'n onlangse verbetering in die ontwerp het sy sensitiwiteit en waarnemingsreeks aansienlik verhoog. Die eerste amptelike waarnemingsloop van Advanced LIGO het op 18 September 2015 begin, maar die instrumente was enkele weke voor die tyd in 'ingenieursmodus' aan die gang. En dit was in hierdie tydsbestek - voordat die amptelike waarneming selfs begin het! - dat LIGO sy eerste gravitasiegolfsein gewaar: GW150914.

Een van LIGO se twee opspoorplekke, naby Hanford in die ooste van Washington. [LIGO]

62 sonmassas. Die span het ook vasgestel dat die samesmelting ongeveer 'n miljard ligjare weg plaasgevind het (teen 'n rooi verskuiwing van z

0.1), en die rigting van die sein is gelokaliseer na 'n gebied van

600 vierkante grade (ongeveer 1% van die lug).

Waarom is hierdie opsporing 'n groot probleem?

Dit is die eerste direk gravitasiegolwe opspoor, wat 'n skouspelagtige verdere bevestiging van Einstein se algemene relatiwiteitsteorie bied. Maar die implikasies van GW150914 gaan baie verder as hierdie bevestiging. Hierdie opsporing is baie belangrik vir astrofisika, want dit is die eerste direkte bewys wat ons gehad het:

  1. Daar bestaan ​​'swaar' swart massa gate.
    Ons het swart gate van massas tot 10–20 sonmassas betroubaar gemeet in X-straal-binaries (binêre stelsels waarin 'n enkele neutronster of swart gat die saak van 'n skenkerster oplewer). Maar dit is die eerste bewys wat ons gevind het dat swartmassa's van sterremassa van & gt25 sonmassas in die natuur kan vorm.
  2. Binaries wat uit twee swart gate bestaan, kan in die natuur vorm.
    Soos ons binnekort gaan bespreek, is daar twee teoretiese meganismes vir die vorming van hierdie swartgatbinaries. Tot nou toe was daar egter geen waarborg dat een van die meganismes werk nie!
  3. Hierdie swartgatbinaries kan inspireer en saamsmelt binne die ouderdom van die heelal.
    Die vorming van 'n swartgat-binêre is geen waarborg dat dit op 'n redelike tydskaal sal saamsmelt nie: as die binêre met genoeg skeiding gevorm word, kan dit langer as die ouderdom van die heelal neem om saam te smelt. Hierdie opsporing bewys dat swartgatbinaries met klein genoeg skeiding kan vorm om op waarneembare tydskale saam te smelt.

Wat kan ons leer uit GW150914?

Verwagte toename in sensitiwiteit vir LIGO / Maagd-detektors word getoon as 'n funksie van die totale stelselmassa (x-as) en ondervraagde volume (y-as). Die rooi ster dui die massa van GW150914 aan. [Abbott et al. 2016]

'N Ander interessante gevolgtrekking oor hierdie binêre stelsel is dat dit waarskynlik in 'n lae-metaal-omgewing gevorm het (

& lt1 / 2 sonkragmetalliteit). Ons lei dit af op grond van ons huidige begrip van massiewe sterwinde (wat massaverlies bewerkstellig) en hul afhanklikheid van metallisiteit: as die omgewing hoogmetallisiteit was, is dit onwaarskynlik dat sulke groot swart gate sou kon vorm.

Wat kan ons leer uit toekomstige swaartekraggolfbespeurings?

Een van die sleutelvrae wat ons graag wil beantwoord, is: hoe vorm binêre swartgate? Twee primêre meganismes is voorgestel:

  1. 'N Binêre sterstelsel bevat twee sterre wat elk massief genoeg is om individueel in 'n swart gat in te stort. As die binêre nie tydens die twee ineenstortingsgebeurtenisse ontwrig word nie, vorm dit 'n geïsoleerde swartgat-binêre.
  2. Enkele swart gate vorm in digte trosomgewings en sink dan - omdat dit die massiefste voorwerpe is - na die middel van die groep. Daar vorm hulle pare deur dinamiese interaksies.

Noudat ons swartgatbinaries kan waarneem deur swaartekraggolf-opsporings, is een manier waarop ons tussen die twee vormingsmeganismes kan onderskei, van spinmetings. As ons 'n duidelike voorkeur vind vir die verkeerde uitlê van die draai van die twee swart gate, sal dit vorming in trosse bevoordeel, waar die oorspronklike draai nie in lyn is nie.

Die huidige, eenmalige opsporing is nie genoeg om beperkings te bied nie, maar as ons 'n groot genoeg voorbeeld van gebeure kan saamstel, kan ons 'n statistiese saak begin om die een kanaal bo die ander te bevoordeel.

Wat beteken GW150914 vir die toekoms van die opsporing van gravitasiegolf?

Die feit dat Advanced LIGO 'n gebeurtenis ontdek het nog voor die aanvang van die eerste amptelike waarnemingsloop, is beslis belowend! Die LIGO-span skat dat die volume wat die detektors kan ondersoek nog met ten minste 'n faktor sal verhoog

10 namate die waarnemingslopies sensitiewer word en langer duur.

Lugfoto van die Maagd-interferometer naby Pisa, Italië. [Maagd-samewerking]

Die opsporing van GW150914 dui op die begin van 'n nuwe veld: waarneming van swaartekraggolf-sterrekunde. Hierdie opsporing alleen bevestig baie wat voorheen suiwer teoreties was - en aangesien die opgradering van instrumente nog aan die gang is, lyk die toekoms van die opsporing van gravitasiegolf ongelooflik belowend.

Bonus

Hierdie wonderlike video (vervaardig deur SXS lensing) toon 'n werklike simulasie van die swartgat-samesmelting GW150914. Die tyd word met 'n faktor van 100 vertraag, vergeleke met die werklike samesmelting. Die twee swart gate - van 29 en 36 sonmassas - verdraai die ruimtetyd rondom hulle en veroorsaak die verwronge uitsig.


Aandrywing van swart gate as tegnosignatuur

Toe hy wit dwerge en neutronsterre oorweeg in die konteks van wat hy 'swaartekragmasjiene' noem, raak Freeman Dyson geïntrigeerd oor die lot van 'n neutronster-binêre. Hy bereken in sy gelyknamige referaat (aanhaling hieronder) dat geleidelike verlies aan energie deur gravitasie-bestraling die twee neutronsterre bymekaar sou bring en 'n gravitasiegolfgebeurtenis sou skep soos wat sedertdien waargeneem is. Lank voor LIGO het Dyson gepraat oor instrumente vir die opsporing van gravitasiegolwe wat die 'swaartekragflits' kon opspoor.

Beeld: Kunstenaar se opvatting oor die oomblik dat twee neutronsterre bots. Krediet: LIGO / Caltech / MIT.

Waarneembare van hierdie soort, as ons kon uitvind hoe om dit te doen (en dan ook), het Dyson gefassineer, wat in hierdie era (vroeë 1960's) sy idees oor Dysonsfere en die vermoëns van gevorderde beskawings uitwerk. Wat die problematiese samesmelting van neutronsterre in 'n 'masjien' betref, het hy hom natuurlik afgevra of astrofisiese bewyse van manipulasies hiervan die aanwesigheid van sulke kulture sou aandui, en opgemerk dat '& # 8230 dit verbasend sou wees as 'n tegnologies gevorderde spesie nie 'n manier om 'n nie-bestralende swaartekragmasjien te ontwerp, en so die veel hoër snelhede wat neutronsterre in beginsel moontlik maak, te benut. '

Hy sê verder in die gevolgtrekking tot die 'Gravitational Engines'-vraestel om dit te sê:' In enige soeke na bewyse van tegnologies gevorderde samelewings in die heelal, moet 'n ondersoek na anomalieuse bronne van swaartekragstraling ingesluit word. '

Die soeke na ongewone astrofisiese aktiwiteite is deel van 'Dysonian SETI', of in ons huidige taal, die soeke na 'technosignatures.' help, moet David Kipping ook op hierdie manier dink. As die aantal swart gate in die sterrestelsel groot genoeg was om 'n netwerk van vervoernawe met behulp van binêre swart gate te ondersteun, wat sou die teken wees van die teenwoordigheid daarvan? Of sou dit in die eerste plek waarneembaar wees?

Onthou die metodiek: 'n Ruimtevaartuig straal 'n straal energie uit by 'n swart gat wat daarheen beweeg, en kies die hoeke sodat die balk terugkeer na die ruimtetuig (langs die sogenaamde 'boemerang geodesiek'). Met die balk wat swaartekrag laat vlieg eerder as die ruimtetuig, kan die voertuig nietemin die kinetiese energie van die swart gat vir versnelling benut. Groot voorwerpe tot die planetêre grootte kan op so 'n manier versnel word, met die veronderstelling dat hul massa baie kleiner is as die massa van die swart gat. Geen brandstof word aan boord van die ruimtetuig bestee wat, met behulp van die gestoorde energie van die balk, steeds versnel tot by die eindsnelheid nie.

Beeld: Gesimuleerde beeld van die twee samesmeltende swart gate wat deur LIGO opgespoor is, gesig gesien. LIGO & # 8217 s gravitasie-golf opsporing is die eerste direkte waarneming van so 'n samesmelting. Krediet: LIGO / AAS Nova.

Kipping praat graag oor die proses in terme van 'n spieël. Omdat lig rondom die naderende swart gat loop en terugkeer na die ruimtetuig, vertoon die swart gat spieëlagtige gedrag. As ons dus 'n tafeltennisbal van 'n spieël af weerkaats, keer die bal na ons terug. Maar as die spieël vinnig na ons toe beweeg, kom die bal vinniger terug omdat dit momentum van die spieël gekry het. Lig tree op dieselfde manier op, maar lig kan nie vinniger as die ligspoed terugkeer nie. In plaas daarvan om die moment van die swart gat momentum te kry, skuif die lig blou.

Ons benut die wins in energie, en ons kan 'n gevorderde beskawing voorstel wat dieselfde doen. As dit 'n swartgat-binêre kan bereik, het dit 'n vrye bron van energie gekry vir voortgesette bewerkings om voorwerpe teen relativistiese snelhede te beweeg. Operasies soos hierdie by 'n swartgat-binêre het sekere effekte tot gevolg, dus is daar 'n fluistering van 'n waarneembare tegnosignatuur.

Ek het die vraag met Kipping bespreek in 'n onlangse e-posuitruiling. Een probleem kom aan die begin na vore, want soos hy skryf: "Die halo-aandrywing is 'n baie doeltreffende stelsel volgens ontwerp en dit is slegte nuus vir tegnoshandtekeninge: daar is geen lekkasie met 'n geïdealiseerde stelsel nie." Maar hy gaan voort:

Die grootste effek wat ek in die koerant oorweeg het, is die impak op die swartgat-binêre self. Tydens vertrek steel mens energie uit die swart binêre, wat veroorsaak dat die skeiding tussen die twee dooie sterre effens krimp deur die verlies aan gravitasie potensiële energie. 'N Aankomende skip sou hierdie effek egter kanselleer deur ongeveer dieselfde energie terug te stort in die stelsel tydens 'n vertraging manoeuvreer. Ten spyte van hierdie gemiddelde effek, is daar vermoedelik 'n tydsvertraging tussen vertrek en aankoms, en gedurende hierdie interval word die swartgat-binêre in 'n tydelik gekontrakteerde toestand gedwing. Aangesien die tempo van binêre samesmelting deur gravitasie-bestraling baie sensitief is vir die binêre skeiding, sal hierdie kort tussenposes verhoogde infallsnelhede ervaar. En dus sal die binêre oor die algemeen vinniger saamsmelt as wat 'n mens natuurlik sou verwag. Dit kan moontlik wees om sodoende verhoogde samesmeltingskoerse te soek as wat natuurlik verwag word. Verder, as die snelwegstelsel nie isotroop is nie, word sekere rigtings bo ander verkies, dan sal die binêre in 'n eksentrieke baan gedwing word, wat ook tot 'n waarnemingshandtekening kan lei.

Lastige besigheid, hierdie, vir 'n swart gat binêre in hierdie formulering kan nie net gebruik word vir versnelling, maar vertraag. Laasgenoemde maak moontlik die verwringings wat deur eersgenoemde veroorsaak is, ongedaan, hoewel Kipping van mening is dat verhoogde samesmeltingsyfers tussen die binêre paar sal voortduur. Ons tegnosignatuur kan dus 'n verhoogde binêre samesmeltingskoers en 'n oormaat binêre eksentrisiteit wees.

Ek was ook geïnteresseerd in rigtinggewendheid & # 8212 was die ruimtetuig beperk tot waar dit kon gaan? Ek het geleer dat die halo-aandrywing die doeltreffendste sou wees as ons in 'n rigting beweeg wat langs die vlak van die binêre baan lê. Dit is moontlik om van hierdie vliegtuig af te reis, alhoewel dit die gebruik van dryfmiddel aan boord behels om die regte baan te bereik. Die potensiaal om die spoed van die swart gat self te bereik, bly bestaan, maar oortollige gestoorde energie sal dan op 'n boordskroef toegepas moet word om die baan aan te pas. Kipping sê hy het nog nie die getalle hieroor aangedui nie, maar glo tot dusver dat 'n ruimtetuig met hoeke van so hoog as 20 grade uit die vlak van die binêre baan kan werk en steeds 'n versnelling kan bereik wat gelyk is aan die van die swart gat.

Onthou dat Kipping 'n video beskikbaar het wat u hier kan sien vir meer inligting oor die halo-aandrywing.Die ander aanhalings is Kipping, "The Halo Drive: Fuel-free Relativistic Propulsion of Large Masses via Recycled Boomerang Photons", aanvaar by die Tydskrif van die British Interplanetary Society (preprint) en Dyson, "Gravitational Machines," in A.G.W. Cameron, red., Interstellêre kommunikasie, New York: Benjamin Press, 1963, hoofstuk 12.

Kommentaar op hierdie inskrywing is gesluit.

Dit is nie net binêre BH's wat dit kan doen nie, 'n enkele vinnig draaiende BH wat tuimel, kan dit ook doen.

Dan is die vraag of so iemand kan tuimel, en watter proses dit veroorsaak het.
'N Paar Millisekonde pulsars het skuddings in die kors gekry wat die polsslag verander, maar dit tuimel nie juis nie en net die kors van swaar elemente wat neersit en aanpas.
Kan een van u hier die vraestel skryf: & # 8216Het neutronsterre kontinentale drywing? & # 8217 Ek kon geen vind nie! )

Heel waarskynlik met interaksies met ander BH's, miskien in die middel van die sterrestelsel. Wat neutronsterre betref, die kors is solied bo-op 'n supervloeistof; hulle ondergaan aardbewings wat baie gewelddadig kan wees.

Ek dink jy is daar, swart gat kan nie vanself tuimel nie.
Maar meerdere stelsels of die galaktiese middelpunt met chaotiese wentelbane met veelvuldige bronne van swaartekrag en dit is moontlik.

Ja, dit is die supervloeistof wat wrywingloos is, wat my laat dink het dat die dele van die kors maklik kan rondbeweeg & # 8211 en dit is my grap, miskien is dit soortgelyk aan kontinentale drywing op aarde. (Ek dink die eerste grap wat ek hier gemaak het.)
Ek het 'n artikel oor die regte ding gevind, net 12 lees?
https://www.researchgate.net/publication/227172899_Shear_viscosity_in_superfluid_neutron_stars

Hierdie BH kan ook gebruik word as baie kragtige wapens wat in staat is om groot hoeveelhede energie en materie in te gooi.

BH doen dit elke oomblik, so wat?

Nie regtig nie, hulle is nogal en beskeie totdat hulle 'n bietjie afgemerk het & # 8230 soos ek.

BH is veronderstel om glad nie stil te wees nie, en veronderstel om elke oomblik 'n groot hoeveelheid doodmaakenergie uit te straal, byvoorbeeld beroemde "stralers" wat kom uit sterrestelselsentrums en # 8211 wat deur astromonete opgespoor word.

Daar word voorspel dat daar meer as 100 miljoen BH & # 8217's in ons sterrestelsel sal wees, en ons sien net 'n paar aktiewe, so ek sou sê dat hulle baie stil is.

Hallo Paul
Op die oorspronklike artikel van Dyson het die Gravitational Research Foundation 'n eksemplaar aanlyn van toe Dyson dit vir hul opstelkompetisie ingedien het. Dit is egter nie 'n baie duidelike reproduksie nie, aangesien die ink duidelik vervaag is uit die ou skrif. Mallove & amp Matloff gee dit in wese weer in hul & # 8220The Starflight Handbook & # 8221 as die lesers nie toegang het tot 'n eksemplaar van Cameron se bloemlesing nie.

'N Beskawing moet die interstellêre reisprobleem oplos en vinnige ruimtetuie ontwikkel om by die swart gat uit te kom. Gevolglik is 'n swaartekraghulp van 'n swart gat onnodig vir beskawings wat reeds oor die vermoë beskik.

'N Beskawing moet die interkontinentale reisprobleem oplos en vinnige bote ontwikkel om na die volgende vasteland te kom. Gevolglik is 'n vliegtuighulp van 'n vliegtuig onnodig vir beskawings wat reeds oor die vermoë beskik.

Ek dink jy kan die ooglopende dwaling daar sien. Solank 'n vervoermiddel 'n voordeel bied, sal dit gebruik word. Ek dink nie ons kan hierdie idee uitsluit nie.

Ja, ons sien die voor die hand liggende dwaling, en dit is joune. Om na die volgende vasteland te kom, het die produksie van vliegtuie nie moontlik gemaak nie.

Die basiese probleem hier is dat dit net so moeilik is om by die swart gatpaar uit te kom dat dit waarskynlik altyd beter gaan wees om net daardie poging aan te wend om u skepe vinniger op hul eie te maak, tensy u net so 'n paar volgende het deur.

Dit wil graag na die top van die berg vlieg om 'n hupstoot te kry van die winde daar bo. Tensy dit alreeds op u pad is, is dit tydmors.

Swartgate is 'n wonderlike potensiële bron van kinetiese energie. 'N Ultra-massiewe swartgat wat op 'n beter deel van die ligspoed draai, kan handig te pas kom vir kosmiese reisigers.

& # 8220Laasgenoemde maak moontlik die verdraaiings wat deur eersgenoemde veroorsaak is, ongedaan, hoewel Kipping glo dat verhoogde samesmeltingskoerse tussen die binêre paar sal voortduur. & # 8221

Selfs as daar gelyke en perfek doeltreffende versnellings en vertragings is, word die samesmelting van die binêre bespoedig. Dit is omdat hierdie gravitasiegebeurtenisse nie heeltemal wederkerig is nie as gevolg van die nie-lineariteit van gravitasie onder algemene relatiwiteit. Die effek groei namate die gravitasiegradiënt tot ekstreme waardes verhoog word. Dieselfde nie-lineariteit is hoe gebeurtenishorisonne gevorm word.

Hoe dit ook al sy, ek vind dit moeilik om my voor te stel dat binaries vir die aandrywing van ruimtetuie op hierdie manier enige meetbare effek kan hê op 'n stelsel wat tientalle sonmassas bevat.

Ek sou dink om die keersy van onfeilbaar (ons val?) Te soek, sou die handtekening wees wat 'n teken van tegnologie sou wees. Terwyl ek val, gebeur dit natuurlik, maar enige toename om 'n ruimteskip te versnel, sal nie definitief wees nie. Die omgekeerde is nie natuurlik nie en sou dus tekenend wees.

Die instrumente sal kranksinnig sensitief moet wees om dit op te spoor, selfs al word planete vertraag.

Die opsporing van uitgelekte laserlig uit die stralekrans kan makliker wees om op te spoor, veral as onstabiliteit 'n verlies aan die vaslegging van die skip beteken. Dit sal volledige lugopnames vereis om kortstondige seine van sulke tegnologie op te spoor, selfs al was die sterbane so besig soos aardse skeepsritte.

Die verval van 'n Kugelblitz * kan * as 'n tegnosignatuur beskou word, maar meer oortuigend, sou daar verskeie waarnemings wees. Ek weet nie dat daar tot dusver nog een berig is nie.

Hallo Paul
Natuurlik kan Google nuwe verrassings oplewer & # 8230
Swaartekragmasjiene

Lyk deel van 'n Astronomiekursus en verwysings. In wese dieselfde teks as die GRF-opstel.

Die probleem hier is dat 'n mens die hoogste vliegverhoging as moontlik wil kry. Interstellêre vlugbehoeftes verhoog tot by die ligspoed. In neutronster- en swartgatbinaries kom dit egter slegs voor wanneer die paar naby mekaar is. Die nadeel hiervan is gravitasiestraling dat die neutronster en swart binaries baie vinnig ineenstort. Die geleentheid om so 'n binêre te gebruik, is redelik kort ten opsigte van interstellêre reistye. Dit is 'n harde beperking van neutronster of swart gate as verbysterkers. Daar is ook net soveel neutronster- en swartgatbinaries in die Melkweg, ongeveer 1 miljoen swartgatbinaries * in 'n volume van ongeveer 8 triljoen kubieke ligjare!

* Verwysing:
Tel swart gate: die kosmiese sterrestelselpopulasie en implikasies vir LIGO, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Jaargang 473, Uitgawe 1, p.1186-1194, 2018.

Paul Gilster: Dit is miskien 'n bietjie OT, maar ek hoop nie (meer hieroor later). arxiv.org/abs/1902.09985 & # 8220 Op soek na buiteaardse beskawings met behulp van gamma-straalteleskope & # 8221. deur Louis Crane. Ek het probeer om die hele PDF te lees, maar dit is verby my kop. Neem 'n steek daaraan en waarsku dr Kipping dat hy bestaan. As gevolg van SY referaat kan hy eintlik 'n verwysing hieroor wees. Die een ding wat ek hieruit gekry het, wat hierdie OT MAG maak, is die volgende: & # 8220Om 'n kunsmatige swart gat te produseer, moet ons 'n miljard ton gammastralelaser fokus tot kernafmetings & # 8221. Die vraag wat ek wil hê u moet aan dr. Kipping vra: kan dit eerder met halo-aandrywingstegnologie gedoen word? OOK: vir al u Centauri Dreams-lesers, is 'n uitstekende samevatting hiervan tans op https://www.phys.org.

Dit is nie duidelik uit die koerant en video of Kipping dit benewens die feit dat die terugkeer lig blou verskuif is, oorweeg of die skip dieselfde lig na die swart gat kan weerspieël om dieselfde balk 'n aantal kere te hergebruik om die momentum oordrag. Dit is wat Young Bae & # 8217; s Photonic Laser Thruster op 'n ietwat korter skaal doen & # 8230

Deur die energie van die terugkerende balk te herwin en weer uit te gee, word die balk hergebruik. Dit is wat Kipping voorstel.

'N Mens kan nie net die balk weerspieël nie, want dit is uiteenlopend. Dit sal ook weer moet gerig word. Re-emissie sou goed wees as die omskakelingsdoeltreffendheid byna 100% was, maar soos ek in 'n vorige berig opgemerk het, kon ons nie naby die nodige doeltreffendheid met ons tegnologieë kom nie.

[Terwyl 'n fotoniese stasie in die laboratorium met kort afstande en geslote spieëls kan werk, gaan dit baie moeiliker in die ruimte met ligspieëls / seile. Deurbraak Starshot gaan die roete van baie hoë energieë en versnellings, en net om die seil stabiel in die balk te hou, is 'n werk. Hoe laer die versnelling, (bv. 1g vir bemanningslede), moet die balk baie langer loop. Stralingsverskil en weerkaatsingsakkuraatheid word baie moeilik oor die groot afstande daaraan verbonde. Ons word redelik gedwing om basiese straaltegnologie te gebruik eerder as eksotiese balkhergebruik. Die probleme rondom 'n vinnig wentelende BH vergroot die reeds & # 8220uitdagende & # 8221 mik- en invorderingsprobleem.]

Dankie. Ja, dit is alles neerdrukkend. Ek vrees dat ons teen die middel van die eeu nogal 'n katalogus van fantastiese sterre skepe het wat ons nie kan bou nie.

Enige gedagtes oor watter soort waarneembare sein die balk kan oplewer? Ek sou dink dat daar 'n mate van verspreiding moes wees, tensy die oppervlak van die BH heeltemal voorspelbaar was. Miskien 'n paar vreemde flitse van samehangende lig?

SOEK NA BUITEMUURS
BESKUWINGS MET GAMMA RAY
TELESKOPE
Louis Crane
27 Februarie 2019
OPSOMMING Ons ondersoek die moontlikheid om swartgat-sterre-skepe te soek met gammastraleskope met baie energie. Ons vind dat hulle naby die onderste drumpel sou wees vir waarneembaarheid, hoewel daar baie onbekende faktore is.

Gamma-straalteleskope kan sterre skepe aangedryf wat aangedryf word deur swart gat.

In die loop van die soeke na moontlike tekens van buite-aardse intelligensie (ETI), moes wetenskaplikes regtig buite die boks dink. Aangesien dit 'n uitgemaakte saak is dat baie ETI's ouer en tegnologies meer gevorderd sal wees as die mensdom, moet diegene wat besig is met die soeke na buitelandse intelligensie (SETI), oorweeg wat 'n meer gevorderde spesie sou doen.

'N Besondere radikale idee wat voorgestel is, is dat beskawings in die ruimte kan gebruik maak van bestraling wat uit swart gate (Hawking-straling) vrygestel word om krag op te wek. Op grond hiervan het Louis Crane - 'n wiskundige van die Kansas State University (KSU) - onlangs 'n studie geskryf wat voorstel hoe opnames met behulp van gammateleskope bewyse kan vind van ruimtetuie wat deur klein kunsmatige swart gaatjies aangedryf word.

Die studie, "Op soek na buiteaardse beskawings met behulp van gammastraal-teleskope".

Toe Cocconi en Morrison vir die eerste keer oorweeg hoe ETI in 1959 tussen sterstelsels kan kommunikeer, het hulle eers na gammastrale gekyk as 'n metode voordat hulle op radiogolwe gesak het.

In hierdie nuwe era van die uitheemse & # 8220technosignature & # 8221, moes hulle miskien met hul eerste instink gegaan het.

Hul kenmerkende natuurkoerant van 1959 wat die moderne SETI begin het:

Hulle het bewyse gehad van die uitstoot van gammastrale al in 1949 in verband met tegnoshandtekeninge.

Hallo Mike
Ek het die Black Hole Starship-vlugopvoering bespreek met Louis Crane & amp; sy student van destyds, Shawn Westmoreland, in hierdie voorafdruk & # 8230
Is sterrebeurse in swart gate moontlik
As die Black Hole as 'n Photon Rocket optree, sal dit ongeveer 'n miljoen ton beslaan om redelike versnelling te kry. As die Hawking-bestraling geharmuleer word deur materie by die stroom te voeg, word 'n wyer verskeidenheid swartgolf-sterreskipmassas moontlik. Uiteindelik moet die swart gat op 'n veilige afstand uitgegooi word sodat dit in sy laaste vervalstadium kan ontplof.
'N Ouer bespreking kan gevind word in Robert Freitas & # 8217 & # 8220Xenology & # 8221 hier:
17.3.5 Totale omskakelings

Die & # 8220Are BH Starships Possible & # 8221 is 'n baie toeganklike artikel. Die berekeninge is eenvoudig, goed ondersoek, en die resultate word in 'n goeie konteks vir aandrywing van die ruimteskip geplaas. As hierdie subatomiese BH's gemaak kan word soos geadverteer, lyk dit baie meer beweeglik as anti-materie-vuurpyle. Dit het my opgeval dat as dit nie moontlik was om hulle vir die reis te onderhou nie, sou hulle steeds uitstekende kragbronne vir diepruimtskepe in ons stelsel maak, soortgelyk aan die wat Clarke vir die Sirius in & # 8220Imperial Earth & # 8221 (behalwe dat Clarke nie die emissie van Hawking-straling beoog het nie, sodat die BH as 'n voorwerp deur 'n mikroskoop gesien kon word, en sy massa so klein was dat dit ondanks die brandstof amper onmiddellik sou verdamp het voer).

& # 8220Are Black Hole Starships Possible & # 8221is 'n boeiende referaat, en een van die beste wat ek tot hiertoe gelees het. Ek stem nie saam dat die swart gat op 'n baie groot afstand moet uitgestoot word nie; dit moet eerder in die finale ontploffing gebruik word as energiebron op 'n drukplaat om die laaste bietjie energie te onttrek soos dit afgaan.
Kan iemand my verduidelik hoe die swart gat in sy normale stralingemissie as bron van momentum gebruik word? Om die momentum te kenne te gee dat u 'n fisiese verband moet hê met u loonvrag, sou ek dink hoe sou u 'n loonvrag aan die swart gat hê om die onttrekking van momentum moontlik te maak? Iemand daar buite wat dit vir my kan verduidelik?

Moontlikheid van hipotetiese stabiele mikro-swartgatproduksie by toekomstige 100 TeV-botsers.

Anton V. Sokolov, Maxim S. Pshirkov
(Voorgelê op 15 Nov 2016 (v1), laas hersien 10 Des 2017 (hierdie weergawe, v2))
& # 8220 Ons bestudeer die fenomenologie van TeV-skaal swart gate wat voorspel word in teorieë met groot ekstra afmetings, onder die verdere aanname dat dit absoluut stabiel is. Ons doel is om 'n omvattende ontleding van die veiligheid van die voorgestelde 100 TeV-botsings aan te bied, soos dit in die geval van die LHC gedoen is. Ons beskou die teorieë met 'n ander aantal ekstra dimensies en identifiseer die teorieë waarvoor 'n moontlike aanwas tot makroskopiese grootte tydskale korter sal hê as die leeftyd van die sonnestelsel. Ons bereken die dwarsdeursnee van die produksie van swart gate by die voorgestelde 100 TeV-botsing, die breuk van die swart gate wat binne die aarde vasgevang is en die gevolglike tempo van vang binne die aarde via 'n verbeterde metode. Ons bestudeer die astrofisiese gevolge van 'n stabiele bestaan ​​van mikro-swart gate, veral die invloed daarvan op die stabiliteit van wit dwerge en neutronsterre. Ons kry beperkings vir die voorheen onverkende omvang van hoër-dimensionele Planck massa waardes. Verskeie astrofisiese scenario's van die produksie van mikro-swartgate, wat nie voorheen in ag geneem is nie, word in ag geneem. Laastens, met behulp van die astrofisiese beperkings, beskou ons die implikasies vir toekomstige 100 TeV-aardse eksperimente. Ons sluit die moontlikheid van die gelaaide stabiele mikro-swartgatteproduksie uit. & # 8221

As mikro-swart gate maklik gemaak kan word, moet Active Galactic Nuclei (AGN) -stralers alles produseer, van mikro tot supermassiewe BH & # 8217s. Die hoeveelheid energie in hierdie stralers kan direk wissel met ruimtetyd en kan nuwe materie en nuwe TYD in die heelal skep. Mini swart gate kan baie meer algemeen voorkom as algemene teorieë voorspel, aangesien AGN & # 8217s dit in groot getalle uitspuug. Ons huis van die Melkweg was in die verlede 'n AGN en klein swart gaatjies kan nog steeds daaroor wentel. Lees oor die interaksie wat hulle met materie sou hê, dui aan dat sommige selfs in die kern van deurmekaar asteroïdes soos Bennu en Ryugu kan wees.

Daar is ook die moontlikheid dat sommige stelsels gebruik word as aansture en versnellingspunte tussen twee ander stelsels, wat beteken dat energie in albei rigtings uitgeloog word. Niks sou bygevoeg word nie, net verwyder word. Die kontrapunt is dat 'n beskawing wat gevorderd is, groot, maar nuttelose voorwerpe in die tussenstelsel kan gooi om energie terug te voeg.

As ons net 'n bietjie van die onderwerp af dink, kan ons BH's in 'n baan beweeg of voorkom dat hulle bots. As ons 'n pakkie eenkant om die voorwerp stuur en 'n ander kant om die ander kant, sou ons hulle aan die agterkant met die hoogste snelheid kon bots om 'n almagtige ontploffing te bewerkstellig. As die botsing beheer word, sal 'n straal die BH binnegaan en die ander weg daarvan en dit so beweeg, kan die ander straal ook gebruik word om die ander BH weg te skuif. As u net aan elektriese ladings en BH's dink, kan dit oopgemaak word as ons dit laai. Ons kan dit doen met twee wentelende swart gate deur elektrone in die een te voer en die protone in die ander, die elektriese krag is uiters kragtig.

Dus, as u naby genoeg aan 'n stywe swartgatpaar is om dit moontlik te gebruik vir 'n hupstoot, wat is die gevolge vir u huisstelsel as dit saamsmelt?

Is dit moontlik dat die beste gebruik van so 'n paar onder hierdie omstandighede is om die ontruimingspoging te help?

Die samesmelting van BH & # 8217s vibreer die ruimte net voor dit gebeur en dan gaan dit baie vinnig neer. Wat sou dit aan nabygeleë voorwerpe doen?
Dit is 'n goeie vraag, maar die antwoord kan nie veel wees nie.

Die samesmelting van twee neutronsterre otoh, benewens die luiende ruimte en 'n klok, sal 'n kilonova oplewer. Ja, hulle is duisend keer minder kragtig as 'n volledige supernova, maar tog spuit hulle plaaslike interstellêre ruimte met bestraling en hoogs radioaktiewe puin. Ontruiming van nabygeleë stelsels kan nodig wees.

Ek het 'n vraag aan u oor die ruimtetyd en die supervloeistofvakuum. Die samesmelting van BH & # 8217's het 'n diepgaande uitwerking op ruimtetyd, so kan hulle uit die samesmeltingseffekte sien of die supervloeistofvakuum bestaan ​​of waaruit bestaan ​​ruimtetyd?

My slimfoon hou aan om reg te maak, maar dit is baie stom. ->

Dit moet 'n swaartekragpotensiaal op die planeet lewer, afhangend van sy golflengte wat dit sal saamdruk en dan uitbrei. Die golf van energie wat groot kan wees vir groot massa BH-samesmeltings, sal naby voorwerpe vernietig.

In 'n stelsel met twee swart gate, en niks anders nie, sou hulle samesmelting per definisie niks anders as gravitasiestraling uitstraal nie.Wat nie baie interaksie met materie het nie.

En as daar 'n aanwas-skyf rondom een ​​of albei is, dan is daar 'n kans om 'n gravitasie-maneuver rondom hulle te doen. U hipotetiese skip gaan nie oorleef nie, en dit sal teen 'n gesonde fraksie van die ligspoed deur een van die botsings val.

Dit is interessant dat wanneer 'n BH in duie stort, dit 'n GW na buite skep, dit waarskynlik ook een na binne sal skep. Miskien is hierdie innerlike GW die verhoed dat 'n enkelheid vorm, en die GW bons heen en weer en ondersteun die ineenstorting tot in die oneindigheid.

Net 'n gedagte-eksperiment hier, maar sê 'n neutronster begin ineenstort in 'n BH, maar die GW moet in die middel begin en vinnig na buite beweeg en groter word namate meer materiaal val. Nou sal die GW sukkel soos die digtheid in die gedoemde ster toeneem. om uit te kom, dink aan lig wat deur 'n hoë brekingsmateriaal gaan. Daar sal 'n punt wees waar die GW die materiaal wat na binne val, kan stop en die waarnemer van buite kan vries, wat die totale ineenstorting kan ondersteun. Binne-in gaan dinge egter vinnig aan, maar die golwe kan nie meer uit nie, so weerkaats dit net omhoog.

Sien die interstellêre vervoerstelsel in & # 8216Rails Across the Galaxy & # 8217
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1032861
IRC het laserstraal en # 8216 spore tussen pare swart gate wat deur baie ligjare geskei is, geen binêre swart gate betrokke nie.

Gepraat van tegnos-handtekeninge: & # 8220A Blink nuwe metode vir SETI: spieëlrefleksies van interplanetêre artefakte. & # 8221 deur Brian C. Lacki. Om uit die opsomming aan te haal: Die gevolglike glinsterings kan baie helder wees, maar dit sal slegs gesien word as die spieël sonlig op die aarde weerkaats. & # 8221 Ek glo dit is sterk wat met A10bMLz gebeur het. Die EERSTE waarneming het getoon dat die voorwerp BAIE helderder is as alle daaropvolgende waarnemings, wat gelei het dat sterrekundiges glo dat perigee slegs 600 kilometer was in plaas van die later bevestigde perigee van 334,000 myl. Ek wonder of dr. Lacki bereid sou wees om 'n besoek aan sy metode hier op hierdie webwerf te plaas, in die nabye toekoms?

Ek sien uit na swartgat-aandrywing in aksie môre, aangesien beelde van Dr Kipping & # 8217s Halo Drive Megastructures naby die geleentheidshorison uiteindelik openbaar gemaak word. lol.


2. Metodes

In hierdie afdeling beskryf ons die gewysigde in detail Nliggaamsimulasies. Ons simulasies verwaarloos die kragte wat deur sBH's op die gasskyf uitgeoefen word, afgesien van die implisiete modelleer deur die migrasiekoppels, die gevolge van aanwas op die sentrale SMBH of wentelende sBH's, en algemene relativistiese effekte. Ons beskou ook slegs sBH's op progressiewe wentelbane en ignoreer sBH's op retrograde wentelbane om die sentrale voorwerp. Ons stel gedetailleerde modellering van retrograde voorwerpe uit totdat die wringkrag daarop verkry is uit die lopende werk.

2.1. Skyfmodelle

Die Sirko & amp Goodman (2003) -model is 'n wysiging van die klassieke Kepleriaanse viskeuse skyfmodel (Shakura & amp Sunyaev 1973), met 'n konstante hoë aanwaskoers vasgestel op Eddington-verhouding 0,5. Daar word aanvaar dat die skyf effens stabiel is vir gravitasiefragmentasie, maar die model hou nie direk rekening met magnetiese velde of algemene relativistiese effekte nie. Die Sirko & amp Goodman (2003) -model veronderstel 'n addisionele ongespesifiseerde verwarmingsmeganisme in die buitenste skyf om die stabiliteit van die skyf te handhaaf en fragmentasie te voorkom.

Sirko & amp Goodman (2003) gebruik die ondeursigtigheidsmodelle van Iglesias & amp Rogers (1996) en Alexander & amp Ferguson (1994) vir onderskeidelik die hoë- en lae-temperatuurregimes. Die binneskyf is opties dik vanweë 'n hoë verspreiding van Thompson van elektrone wat geproduseer word deur die ionisering van waterstof. Die tussengebied van die skyf het 'n laer elektrondigtheid en is dus minder opties dik en koeler.

Ons gebruik 'n SMBH massa van M = 10 8 M. Die totale massa van die skyf is 2 geïntegreer & # x00d7 10 5 au is 3.7 & # x00d7 10 7 M. Die middelvlak temperatuur, oppervlakdigtheid, skaalhoogte, optiese diepte en Toomre V as 'n funksie van die radius in hierdie model word in figuur 1 geteken.

Figuur 1. SMBH-aanwas-skyfmodel wat in ons simulasies gebruik word (Sirko & amp Goodman 2003). Die middelvlak temperatuur is van bo na onder geteken T, oppervlakdigtheid Σ (in g cm −2), skyf-hoogte-verhouding h (H/r), optiese diepte τ, en Toomre V as 'n funksie van Schwarzschild-radius Rs. Die boonste as verteenwoordig die vertaling van Schwarzschild-radius na parsec vir 'n 10 8 M SMBH.

2.2. Wringkragmodel

Ons modelleer die skyfkoppel op die sBH's volgens die analitiese voorskrif van Paardekooper et al. (2010) wat die effekte van nie-isotermiese ko-rotasie-koppels insluit. Vir die azimutiese isotermiese geval is die genormaliseerde wringkrag

terwyl die genormaliseerde wringkrag in die suiwer adiabatiese geval is

Die adiabatiese indeks γ = 5/3, en die veranderlikes α, β, en ξ die negatiewe plaaslike gradiënte van digtheid, temperatuur en entropie onderskeidelik voorstel, en word gedefinieer as

Die wringkrag word genormaliseer deur

waar q is die massaverhouding van die migrerende tot die SMBH, h is die beeldverhouding van die skyf, en Ω is die rotasiesnelheid.

Die effektiewe wringkrag word geïnterpoleer tussen die isotermiese en adiabatiese wringkragmodelle deur gebruik te maak van

waar Θ die verhouding is tussen die stralende tydskaal en die dinamiese tydskaal. Lyra et al. (2010) toon aan dat Θ afhang van die plaaslike skyfeienskappe as

waar cv is die termodinamiese konstante by konstante volume, σ is die Stefan – Boltzmann-konstante, en die effektiewe optiese diepte van die middelvlak is (Hubeny 1990 Kley & amp Crida 2008)

Die ware optiese diepte τ word gegee deur

waar κ is die ondeursigtigheid wat in die Sirko & amp Goodman (2003) -modelle gebruik word (sien Afdeling 2.1).

Elke komponent van die wringkrag hang af van die plaaslike skyfgradiënte van digtheid, temperatuur en entropie. Hierdie wringkragte word in ons N-liggaam kodeer as kragte op die deeltjies met vektorafhanklikheid

2.3. Onstuimigheid

AGN-skywe is voldoende geïoniseer (sekerlik in die binneste streke) dat die MRI onstuimigheid kan veroorsaak. Ons gebruik 'n model vir turbulensie wat deur Laughlin & amp Bodenheimer (1994) ontwikkel is en verder aangepas is deur Ogihara et al. (2007) wat die gravitasiekragte gee wat uitgeoefen word deur onstuimige digtheidskommelings as

waar C is 'n skaleringsfaktor wat die fraksie van die krag wat deur die potensiaal by op die gas uitgeoefen word, verbind met die krag wat die gas uitoefen op 'n migreerder wat in die skyf ingebed is. Hierdie breuk word gegee as

Die onstuimige potensiaal, Φ, word as die som van beskou n = 200 onafhanklike, skaalse ossillasiemodusse

waar ψ is 'n dimensielose maatstaf van die sterkte van die onstuimige krag in vergelyking met die migrasiekragte (sien Afdeling 2.2). Dit hou verband met die viskositeitsparameter Shakura & amp Sunyaev (1973) α deur Baruteau & amp Lin (2010) as

waar h is die beeldverhouding van die skyf en is afkomstig van die modusleeftyd wat ingestel word deur die klanksnelheid. In ons model h is nie konstant nie, maar om die skaal in Vergelyking (13) wat ons stel, reg te stel h = 0,05. Magnetohydrodinamiese simulasies van aanwasskywe dui op tipiese waardes vir α van 10 −3 –0.1 (Davis et al. 2010). 'N Waarde van α = 0.01 gee ons ψ = 4.25 & # x00d7 10 −4 .

In vergelyking (12), Λc, m is een ossillasiemodus wat gedefinieer word as

Elke ossillasiemodus word gedefinieer deur m, 'n azimutale golfgetal gekies uit 'n lognormale verdeling tussen 1 en 64, en c dui die aanvanklike middelpunt van die versteuring aan. Die posisie c word in silindriese koördinate gegee rc en c gekies uit eenvormige verdelings van die binneste grens na die buitenste grens van die skyf en van 0 tot 2π, onderskeidelik. Die Z koördinaat word aanvaar dat dit klein genoeg is om 'n weglaatbare effek te hê. Ωc is die Kepleriaanse hoeksnelheid by rc.

Die modus ontwikkel as 'n funksie van waar t0 is die tyd wanneer die modus ontstaan. Die leeftyd van die versteuring is

wat die geluidskruistyd vir elke modus voorstel. Die radiale skaal van die versteuring word gekies uit 'n Gaussiese verspreiding en skale as σ = πrc/4m.

Aan die begin van die simulasie is daar n = 200 modusse. Wanneer een modus verval, word 'n ander modus geskep sodat daar altyd 200 modusse is. Ogihara et al. (2007) het getoon dat alle modusse m & gt 6 kan buite die opsomming gelaat word om die totale potensiaal determine te bepaal. Ons gebruik hierdie vereenvoudiging in ons model en sluit slegs ert steurings in waar m & lt 7. Vergelyking (10) word in ons model gebruik om die onstuimige krag op 'n gegewe migrator by posisie te bereken (r, θ) as 'n funksie van die plaaslike klanksnelheid, Kepleriaanse hoeksnelheid, oppervlakdigtheid van die gas en tyd.

Ons merk op dat as die netto vertikale magnetiese vloed van die skyf nie voldoende groot is nie, spiraal akoestiese golwe of selfs stralingspanning die hoekmomentumvervoer en aanwasvermoë oorheers in plaas van MRI-turbulensie (Jiang et al. 2017). Alhoewel die versteurings wat deur hierdie meganismes gegenereer word nie dieselfde sal wees as dié wat deur MRI-turbulensie geproduseer word nie, soos hierbo gemodelleer, verwag ons dat dit kwalitatief dieselfde effek op ons simulasies sal hê (sien Afdeling 4).

2.4. Eksentrisiteit en hellingsdemping

Tanaka & amp Ward (2004) het getoon dat die gasskyf 'n krag op migrante uitoefen wat daartoe in staat is om hul wentel-eksentrisiteit te demp, e, en neiging, i, wat lei tot die medeplanêre sirkulasie van wentelbane. Hulle gee die tydskaal

waar m is die massa van die migreerder en a is die half as van die migrerende as. Ons volg die tydskale wat onderskeidelik vir eksentrisiteit en geneigdheid in Cresswell & amp Nelson (2008) gegee word:

Die resulterende kragte wat op hierdie tydskale inwerk as 'n funksie van posisie en snelheid van 'n wentelende liggaam is

waar en is eenheidsvektore in die r en Z aanwysings, onderskeidelik.

2.5. N-kode-kode

Ons gebruik die Bulirsch – Stoer N-kodekode beskryf deur Sándor et al. (2011) wat deur Horn et al. (2012) om die bykomende kragte hierbo in Afdelings 2.2–2.4 uiteengesit, in te sluit. Die totale krag wat op elke sBH in ons simulasie inwerk, is

Die kragte wat vanaf die gasskyf inwerk, en, word aan die begin van elke Bulirsch – Stoer-tydstip bereken en nie herbereken tydens die gewysigde middelpuntmetode wat gebruik is om te bereken nie. Die tydstip Bulirsch – Stoer is egter 'n klein fraksie van die dinamiese tydskale van die sBH's en word verminder tydens noue ontmoetings. Om hierdie kragte van die gasskyf konstant te hou gedurende elke Bulirsch – Stoer-tydstip, het dus geen noemenswaardige uitwerking op die simulasies nie.

Ons simulasies beskou twee sBH's as 'n nuwe sBHB as daar aan twee voorwaardes voldoen is. Eerstens moet hulle mekaar binne 'n wedersydse Hill-radius nader,

waar mi en mj verteenwoordig die massas van die twee sBH's en ri en rj hul afstande vanaf die SMBH voorstel. Tweedens, die relatiewe kinetiese energie van die binêre,

waar μ is die verminderde massa van die binêre, en vt.o.v. is die relatiewe snelheid tussen die twee sBH's, moet dit minder wees as die bindingsenergie,

Vanweë die ingewikkelde en swak verstaanbare interaksies tussen sBHB's en die gasskyf in die Hill-sfeer, veronderstel ons model dat dit saamgevoeg is as dit 'n swaartekrag-gebonde sBHB vorm. Dit is inderdaad waarskynlik gegewe die voorwaardes van ons simulasies dat alle sBHB's binne ongeveer 10–500 jr sal saamsmelt (Baruteau & amp Lin 2010), wat 'n kort tydskaal is in vergelyking met enige dinamiese tydskale. Ontsnappings binne 'n onderlinge Hill-sfeer is natuurlik moontlik. Ons bespreek die samevoeging van sBHB's in ons simulasies verder in Afdeling 5.


Toegangsopsies

Kry volledige joernaaltoegang vir 1 jaar

Alle pryse is NETPryse.
BTW sal later by die betaalpunt gevoeg word.
Belastingberekening sal tydens die betaalpunt gefinaliseer word.

Kry tydsbeperking of volledige artikeltoegang op ReadCube.

Alle pryse is NETPryse.


T. Alexander, Sterldinamika en sterverskynsels naby 'n massiewe swart gat. Annu. Ds Astron. Astrofis. 55, 17–57 (2017). https://doi.org/10.1146/annurev-astro-091916-055306

T. Alexander, C. Hopman, wentelbaan in 'n massiewe swart gat in 'n galaktiese middelpunt. Astrofis. J. Lett. 590(1), 29–32 (2003). https://doi.org/10.1086/376672

P.J. Armitage, P. Natarajan, aanwas tydens die samesmelting van supermassiewe swart gate. Astrofis. J. Lett. 567, 9–12 (2002). https://doi.org/10.1086/339770

J.N. Bahcall, R.A. Wolf, sterverspreiding rondom 'n massiewe swart gat in 'n bolvormige groep. Astrofis. J. 209, 214–232 (1976). https://doi.org/10.1086/154711

M.C. Begelman, R. Blandford, M.J. Rees, massiewe swartgatbinaries in aktiewe galaktiese kerne. Aard 287, 307–309 (1980). https://doi.org/10.1038/287307a0

P. Berczik, D. Merritt, R. Spurzem, H.-P. Bischof, Doeltreffende samesmelting van binêre supermassiewe swart gate in nie-assimetriese sterrestelsels. Astrofis. J. Lett. 642, 21–24 (2006). https://doi.org/10.1086/504426

J. Binney, S. Tremaine, Galaktiese dinamika (1987)

M. Bonetti, A. Sesana, F. Haardt, E. Barausse, M. Colpi, Post-Newtoniaanse evolusie van massiewe swartgat-drieling in galaktiese kerne - IV. Implikasies vir LISA. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 486(3), 4044–4060 (2019). https://doi.org/10.1093/mnras/stz903

S. Chandrasekhar, Beginsels van die stellêre dinamika (1960)

X. Chen, F.K. Liu, J. Magorrian, Getyversteuring van sterre voorwerpe deur harde supermassiewe swartgattebinaries. Astrofis. J. 676, 54–69 (2008). https://doi.org/10.1086/527412

X. Chen, P. Madau, A. Sesana, F.K. Liu, verbeterde getyontwrigtingskoerse as gevolg van massiewe swartgattebinaries. Astrofis. J. Lett. 697, 149–152 (2009). https://doi.org/10.1088/0004-637X/697/2/L149

X. Chen, A. Sesana, P. Madau, F.K. Liu, gety-sterre onderbrekings deur massiewe swart gat pare. II. Rottende binaries. Astrofis. J. 729, 13 (2011). https://doi.org/10.1088/0004-637X/729/1/13

J.M. Comerford, K. Schluns, J.E. Greene, R.J. Cool, dubbele supermassiewe kandidate vir swart gate in die AGN- en sterrestelsel-evolusie-opname. Astrofis. J. 777, 64 (2013). https://doi.org/10.1088/0004-637X/777/1/64

L.R. Corrales, Z. Haiman, A. MacFadyen, Hidrodinamiese reaksie van 'n sirkelvormige gasskyf op terugslag van swart gate en massaverlies. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 404, 947–962 (2010). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2010.16324.x

E. Coughlin, P.J. Armitage, sirkelskyfies van gebeure by getyontwrigting. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 471, 115–119 (2017). https://doi.org/10.1093/mnrasl/slx114

E. Coughlin, P.J. Armitage, getyversteuring deur ekstreme massaverhouding binaries en toepassing op ASASSN-15lh. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 474, 3857–3865 (2018). https://doi.org/10.1093/mnras/stx3039

E. Coughlin, P.J. Armitage, C. Nixon, M.C. Begelman, Gety-ontwrigtingsgebeurtenisse weens supermassiewe swartgatbinaries. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 465, 3840–3864 (2017). https://doi.org/10.1093/mnras/stw2913

E. Coughlin, S. Darbha, D. Kasen, E. Quataert, Stellar binaries wat voorval op supermassiewe swartgatbinaries: implikasies vir dubbele getyversteuringsgebeurtenisse, kalsiumryke oorgange en hiperversnellingsterre. Astrofis. J. Lett. 863, 24 (2018). https://doi.org/10.3847/2041-8213/aad7bd

J. Cuadra, P.J. Armitage, R. D. Alexander, M.C. Begelman, Massiewe swartgat-binêre samesmeltings binne gasskyfies op subskaal. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 393, 1423–1432 (2009). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2008.14147.x

S. Darbha, E. Coughlin, D. Kasen, E. Quataert, Gravitasie-interaksies van sterre met supermassiewe swartgatbinaries - I. Getyversteuringsgebeurtenisse. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 477, 4009–4034 (2018). https://doi.org/10.1093/mnras/sty822

S. Dong, B.J. Shappee, J.L. Prieto, S.W. Jha, K.Z. Stanek, T.W.-S. Holoien, C.S. Kochanek, T.A. Thompson, N. Morrell, I.B. Thompson, U. Basu, J.F. Beacom, D. Bersier, J. Brimacombe, J.S. Brown, F. Bufano, P. Chen, E. Conseil, A.B. Danilet, E. Falco, D. Grupe, S. Kiyota, G. Masi, B. Nicholls, F. Olivares E., G. Pignata, G. Pojmanski, G.V. Simonian, D.M. Szczygiel, P.R. Woźniak, ASASSN-15lh: 'n uiters superliggevoelige supernova. Wetenskap 351, 257–260 (2016). https://doi.org/10.1126/science.aac9613

M. Dotti, M. Colpi, F. Haardt, L. Mayer, Supermassiewe swartgatbinaries in gasvormige en sterre sirkelkernskyfies: wenteldinamika en gasaanwas. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 379, 956–962 (2007). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2007.12010.x

A.C. Dunhill, RD Alexander, C.J Nixon, A.R. King, verkeerde aanwending van supermassiewe swartgatbinaries. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 445, 2285–2296 (2014). https://doi.org/10.1093/mnras/stu1914

J. Frank, M.J. Rees, Effekte van massiewe sentrale swart gate op digte sterrestelsels. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 176, 633–647 (1976). https://doi.org/10.1093/mnras/176.3.633

F G. Goicovic, J. Cuadra, A. Sesana, F. Stasyszyn, P. Amaro-Seoane, T.L. Tanaka, val van wolke op supermassiewe swartgattebinaries - I. Vorming van skywe, aanwas en gasdinamika. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 455, 1989-2003 (2016). https://doi.org/10.1093/mnras/stv2470

E.C.A. Golightly, E. Coughlin, C. J. Nixon, gebeure by getyontwrigting: die rol van stertspin. Astrofis. J. 872, 163 (2019). https://doi.org/10.3847/1538-4357/aafd2f

D. Grupe, S. Komossa, R. Saxton, IC 3599 het dit weer gedoen: 'n tweede uitbarsting van die X-straal-verbygaande Seyfert 1.9 Galaxy. Astrofis. J. Lett. 803, 28 (2015). https://doi.org/10.1088/2041-8205/803/2/L28

A. Gualandris, J.I. Lees, W. Dehnen, E. Bortolas, botsinglose verlies-kegel hervul: daar is geen finale parsec-probleem nie. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 464, 2301–2310 (2017). https://doi.org/10.1093/mnras/stw2528

J. Guillochon, E. Ramirez-Ruiz, 'n Donker jaar vir die ontwrigting van getye. Astrofis. J. 809, 166 (2015). https://doi.org/10.1088/0004-637X/809/2/166

J. Guillochon, M. McCourt, X. Chen, M. D. Johnson, E. Berger, Ongebonde puinstrome en oorblyfsels as gevolg van die getyontwrigting van sterre deur supermassiewe swart gate. Astrofis. J. 822, 48 (2016). https://doi.org/10.3847/0004-637X/822/1/48

K. Hayasaki, N. Stone, A.Loeb, Eindige, intense aanwas bars uit getyversteuring van sterre op gebonde wentelbane. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 434, 909–924 (2013). https://doi.org/10.1093/mnras/stt871

D.C. Heggie, Binêre evolusie in stereldinamika. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 173, 729–787 (1975). https://doi.org/10.1093/mnras/173.3.729

K. Holley-Bockelmann, S. Sigurdsson, 'n kegel met volle verlies vir drieaksige sterrestelsels. arXiv e-prints, 0601520 (2006)

P.B. Ivanov, A.G. Polnarev, P. Saha, Die getyversteuringsyfer in digte galaktiese kepe wat 'n supermassiewe binêre swart gat bevat. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 358, 1361–1378 (2005). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2005.08843.x

L.Z. Kelley, L. Blecha, L. Hernquist, Massiewe swartgat-binêre samesmeltings in dinamiese galaktiese omgewings. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 464, 3131–3157 (2017). https://doi.org/10.1093/mnras/stw2452

Y. Kozai, Sekulêre versteurings van asteroïdes met 'n hoë neiging en eksentrisiteit. Astron. J. 67, 591 (1962). https://doi.org/10.1086/108790

G. Leloudas, M. Fraser, N.C. Stone, S. van Velzen, P.G. Jonker, I. Arcavi, C. Fremling, J.R. Maund, S.J. Smartt, T. Krìhler, J.C.A. Miller-Jones, P.M. Vreeswijk, A. Gal-Yam, P.A. Mazzali, A. De Cia, D.A. Howell, C. Inserra, F. Patat, A. de Ugarte Postigo, O. Yaron, C. Ashall, I. Bar, H. Campbell, T.-W. Chen, M. Childress, N. Elias-Rosa, J. Harmanen, G. Hosseinzadeh, J. Johansson, T. Kangas, E. Kankare, S. Kim, H. Kuncarayakti, J. Lyman, MR Magee, K. Maguire , D. Malesani, S. Mattila, CV McCully, M. Nicholl, S. Prentice, C. Romero-Cañizales, S. Schulze, K.W. Smith, J. Sollerman, M. Sullivan, B.E. Tucker, S. Valenti, J.C. Wheeler, D.R. Jong, die superlumineuse kortstondige ASASSN-15lh as 'n getyversteuringsgebeurtenis van 'n Kerr-swart gat. Nat. Astron. 1, 0002 (2016). https://doi.org/10.1038/s41550-016-0002

K. Lezhnin, E. Vasiliev, Evolusie van supermassiewe swartgatbinaries en getyversteuringsyfers in nie-sferiese galaktiese kerne. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 484, 2851–2865 (2019). https://doi.org/10.1093/mnras/stz172

S. Li, F.K. Liu, P. Berczik, R. Spurzem, het getyontwrigting verhoog deur massiewe swartgattebinaries tydens samesmelting van sterrestelsels vanuit die oog op N-liggaamsimulasie. Astrofis. J. 834(2), 195 (2017). https://doi.org/10.3847/1538-4357/834/2/195

M.L. Lidov, die evolusie van wentelbane van kunsmatige satelliete van planete onder die werking van swaartekragversteurings van eksterne liggame. Planeet. Ruimte wetenskap. 9, 719–759 (1962). https://doi.org/10.1016/0032-0633(62)90129-0

F.K. Liu, S. Li, X. Chen, Onderbreking van gety-ontwrigting fakkels deur supermassiewe swartgatbinaries. Astrofis. J. 706, 133–137 (2009). https://doi.org/10.1088/0004-637X/706/1/L133

F.K. Liu, S. Li, S. Komossa, 'n milliparsec supermassiewe swartgat-binêre kandidaat in die Galaxy SDSS J120136.02 + 300305.5. Astrofis. J. 786, 103 (2014). https://doi.org/10.1088/0004-637X/786/2/103

G. Lodato, S. Nayakshin, A.R. King, J.E. Pringle, samesmeltings van swart gate: kan gasskyfies die 'finale parsec'-probleem oplos? Ma. Nie. R. Astron. Soc. 398, 1392–1402 (2009). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2009.15179.x

M. Lopez Jr., A. Batta, E. Ramirez-Ruiz, I. Martinez, J. Samsing, Getyversteurings van sterre deur binêre swart gate: die verandering van die spingroottes en aanwysings van LIGO-bronne in digte sterre omgewings. arXiv e-prints (2018)

A.-M. Madigan, A. Halle, M. Moody, M. McCourt, C. Nixon, H. Wernke, Dinamiese eienskappe van eksentrieke kernskywe: stabiliteit, lang lewensduur en implikasies vir getyversteuringsyfers in sterrestelsels na die samesmelting. Astrofis. J. 853, 141 (2018). https://doi.org/10.3847/1538-4357/aaa714

B. Margalit, B.D. Metzger, E. Berger, M. Nicholl, T. Eftekhari, R. Margutti, Onthulling van die enjins van vinnige radio-bars, superlumine supernovas en gammastraal-bars. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 481, 2407–2426 (2018). https://doi.org/10.1093/mnras/sty2417

D. Merritt, M.Y. Poon, chaotiese verlies keëls en swart gat brandstof. Astrofis. J. 606, 788–798 (2004). https://doi.org/10.1086/382497

B.D. Metzger, P. Beniamini, D. Giannios, Effekte van terugval aanwas op protomagnetêre uitvloei in gammastralings en Superluminous Supernovae. Astrofis. J. 857, 95 (2018). https://doi.org/10.3847/1538-4357/aab70c

M. Milosavljević, D. Merritt, Vorming van galaktiese kerne. Astrofis. J. 563, 34–62 (2001). https://doi.org/10.1086/323830

T.J. Moriya, B.D. Metzger, S.I. Blinnikov, Supernovae aangedryf deur magnetare wat in swart gate verander. Astrofis. J. 833, 64 (2016). https://doi.org/10.3847/1538-4357/833/1/64

C.J. Nixon, P.J. Cossins, A.R. King, J. E. Pringle, Retrograde aanwas en samesmelting van supermassiewe swart gate. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 412, 1591–1598 (2011). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2010.17952.x

P.C. Peters, Gravitasie-bestraling en die beweging van twee puntmassas. Fis. Ds. 136, 1224–1232 (1964). https://doi.org/10.1103/PhysRev.136.B1224

D.J. Price, J. Wurster, T.S. Tricco, C. Nixon, S. Toupin, A. Pettitt, C. Chan, D. Mentiplay, G. Laibe, S. Glover, C. Dobbs, R. Nealon, D. Liptai, H. Worpel, C. Bonnerot, G. Dipierro, G. Ballabio, E. Ragusa, C. Federrath, R. Iaconi, T. Reichardt, D. Forgan, M. Hutchison, T. Constantino, B. Ayliffe, K. Hirsh, G. Lodato, Phantom: 'N Gladde deeltjie hidrodinamika en magnetohydrodinamika kode vir astrofisika. ArXiv e-prints (2017)

G.D. Quinlan, Die dinamiese evolusie van massiewe swartgatbinaries I. Verharding in 'n vaste ster agtergrond. Nuwe Astron. 1, 35–56 (1996). https://doi.org/10.1016/S1384-1076(96)00003-6

M.J. Rees, getyversteuring van sterre deur swart gate van (10 ​​^ <6> ) - (10 ​​^ <8> ) sonmassas in nabygeleë sterrestelsels. Aard 333(6173), 523–528 (1988). https://doi.org/10.1038/333523a0

A. Ricarte, P. Natarajan, L. Dai, P. Coppi, Getyversteuringsgebeurtenisse deur 'n massiewe swartgat-binêre. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 458, 1712–1727 (2016). https://doi.org/10.1093/mnras/stw355

G.P. Rosotti, G. Lodato, D.J. Prys, reaksie van 'n skyf vir die aanwas van 'n sirkel op massaverlies in swart gate. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 425, 1958–1966 (2012). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2012.21488.x

E.M. Rossi, G. Lodato, P.J. Armitage, J.E. Pringle, A.R. King, Black hole fusies: die eerste lig. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 401, 2021–2035 (2010). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2009.15802.x

T. Ryu, R. Perna, Z. Haiman, J.P. Ostriker, N.C. Stone, Interaksies tussen verskeie supermassiewe swart gate in galaktiese kerne: 'n oplossing vir die finale parsec-probleem. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 473, 3410–3433 (2018). https://doi.org/10.1093/mnras/stx2524

J. Samsing, T. Venumadhav, L. Dai, I. Martinez, A. Batta, M. Lopez Jr., E. Ramirez-Ruiz, K. Kremer, Probing the Black Hole Fusion History in Clusters met behulp van Stellar Tidal Disruptions. arXiv e-prints (2019)

A. Sesana, F. Haardt, P. Madau, Interaksie tussen massiewe swartgatbinaries met hul sterre omgewing. I. Uitwerping van hipersnelheidsterre. Astrofis. J. 651, 392–400 (2006). https://doi.org/10.1086/507596

N.C. Stone, B.D. Metzger, tariewe van sterretydversteuring as probes van die supermassiewe swartgatmassafunksie. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 455(1), 859–883 (2016). https://doi.org/10.1093/mnras/stv2281

Y. Tang, A. MacFadyen, Z. Haiman, oor die orbitale evolusie van supermassiewe swartgatbinaries met sirkels vir aanwas. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 469, 4258–4267 (2017). https://doi.org/10.1093/mnras/stx1130

S. Thorp, E. Chadwick, A. Sesana, Getyversteuringsgebeurtenisse weens massiewe swartgatbinaries: voorspellings vir deurlopende en toekomstige opnames. arXiv e-prints (2018)

Q. Vigneron, G. Lodato, A. Guidarelli, Getyversteuring van sterre in 'n supermassiewe swartgat-binêre stelsel: die invloed van wenteleienskappe op terugval- en akkresiesyfers. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 476, 5312–5322 (2018). https://doi.org/10.1093/mnras/sty585

C. Wegg, J. Bode, veelvuldige getyontwrigtings as 'n aanduiding van binêre supermassiewe swartgatstelsels. Astrofis. J. Lett. 738, 8 (2011). https://doi.org/10.1088/2041-8205/738/1/L8

A. Yalinewich, E. Steinberg, T. Piran, J.H. Krolik, radio-uitstoot van die ongebonde puin van getyontwrigtingsgebeurtenisse. arXiv e-prints (2019)

V. Yu, evolusie van massiewe binêre swart gate. Ma. Nie. R. Astron. Soc. 331, 935–958 (2002). https://doi.org/10.1046/j.1365-8711.2002.05242.x


Hoe Stephen Hawking se Black Hole-ontdekkings die fisika van ruimtetyd herskryf het

Wiskundige fisikus en kosmoloog Stephen Hawking was veral bekend vir sy werk om die verband tussen swart gate en kwantumfisika te ondersoek. 'N Swart gat is die oorblyfsel van 'n sterwende supermassiewe ster wat in homself geval het. Hierdie oorblyfsels trek so klein saam dat die swaartekrag so sterk is, selfs die lig kan nie daarvan ontsnap nie. Swartgate is groot in die gewilde verbeelding — skoolkinders dink oor waarom die hele heelal nie ineen stort nie. Maar Hawking se noukeurige teoretiese werk het van die gate in die kennis van fisici oor swart gate ingevul.

Waarom bestaan ​​swart gate?

Die kort antwoord is: Omdat swaartekrag bestaan, en die snelheid van die lig nie oneindig is nie.

Stel jou voor jy staan ​​op die aarde se oppervlak, en skiet 'n koeël skuins die lug in. U standaardkoeël sal weer afkom, êrens verder weg. Gestel jy het 'n baie kragtige geweer. Dan kan u die koeël op so 'n spoed kan skiet dat dit nie die aarde sal mis nie, eerder as om ver weg te kom. As die koeël voortdurend val en die oppervlak voortdurend mis, sal dit in 'n wentelbaan om die aarde wees. As u geweer nog sterker is, kan die koeël so vinnig wees dat dit die aarde se swaartekrag heeltemal verlaat. Dit is eintlik wat gebeur as ons byvoorbeeld vuurpyle na Mars stuur.

Stel u nou voor dat swaartekrag baie, baie sterker is. Geen geweer kon koeëls genoeg versnel om daardie planeet te verlaat nie, maar besluit om lig te skiet. Alhoewel fotone (die deeltjies van die lig) nie massa het nie, word dit steeds beïnvloed deur swaartekrag, en buig hulle hul pad net soos die baan van 'n koeël deur swaartekrag gebuig word. Selfs die swaarste planete het nie die swaartekrag wat sterk genoeg is om die foton se pad genoeg te buig om te voorkom dat dit ontsnap nie.

Maar swart gate is nie soos planete of sterre nie, dit is die oorblyfsels van sterre, verpak in die kleinste sfeer, sê maar net 'n paar kilometer in radius. Stel jou voor dat jy op die oppervlak van 'n swart gat kan staan, gewapen met jou straalgeweer. Jy skiet skuins opwaarts en let op dat die ligstraal eerder buig, afkom en die oppervlak mis! Nou is die straal in 'n 'baan' om die swart gat, op 'n afstand wat kosmoloë die Schwarzschild-radius noem, die 'punt van geen terugkeer' nie.

Aangesien nie eens die lig kan ontsnap van waar u staan ​​nie, sal die voorwerp wat u bewoon (as u sou kon) heeltemal swart lyk vir iemand wat dit van ver beskou: 'n swart gat.

Maar Hawking het ontdek dat swart gate nie heeltemal swart is nie?

My vorige beskrywing van swart gate het die taal van klassieke fisika gebruik - basies was die teorie van Newton op lig toegepas. Maar die wette van fisika is eintlik ingewikkelder omdat die heelal ingewikkelder is.

In die klassieke fisika beteken die woord 'vakuum' die totale en algehele afwesigheid van enige vorm of materie of bestraling. Maar in die kwantumfisika is die vakuum baie interessanter, veral as dit naby 'n swart gat is. In plaas daarvan om leeg te wees, wemel die vakuum van deeltjie-antipartikelpare wat vlugtig deur die vakuum se energie geskep word, maar moet mekaar kort daarna vernietig en hul energie in die vakuum terugbring.

Stephen Hawking tydens 'n deurbraak-aankondiging in 2016. Hawking was bekend vir sy werk aan swart gate. Jemal Gravin / Getty Images

U sal allerhande deeltjies-antipartikel-pare vind, maar die swaarder kom baie meer selde voor. Dit is die maklikste om fotonpare te produseer omdat hulle geen massa het nie. Die fotone moet altyd in pare vervaardig word, sodat hulle van mekaar af wegbeweeg en nie die wet van momentumbewaring oortree nie.

Stel u nou voor dat 'n paar op daardie afstand vanaf die middel van die swart gat geskep word waar die "laaste ligstraal" sirkuleer: die Schwarzschild-radius. Hierdie afstand kan ver van die oppervlak of naby wees, afhangende van hoeveel massa die swart gat het. En stel jou voor dat die fotonpaar so geskep is dat een van die twee na binne wys - na jou toe, in die middel van die swart gat, en hou jou straalgeweer vas. Die ander foton wys na buite. (Terloops, jy sal waarskynlik verpletter word deur swaartekrag as jy hierdie maneuver probeer, maar laat ons aanvaar dat jy bomenslik is.)

Nou is daar 'n probleem: die een foton wat binne-in die swart gat beweeg, kan nie weer uitkom nie, want dit beweeg al teen die snelheid van die lig. Die fotonpaar kan mekaar nie weer vernietig en hul energie terugbetaal aan die vakuum rondom die swart gat nie. Maar iemand moet die piper betaal, en dit sal die swart gat self moet wees. Nadat dit die foton in sy land van geen terugkeer verwelkom het, moet die swart gat 'n deel van sy massa terugbring in die heelal: presies dieselfde hoeveelheid massa as die energie wat die paar fotone 'geleen' het, volgens Einstein se beroemde gelykheid E = mc².

Dit is in wese wat Hawking wiskundig getoon het. Die foton wat die horison van die swart gat verlaat, laat dit lyk asof die swart gat 'n dowwe gloed gehad het: die Hawking-straling wat na hom vernoem is. Terselfdertyd het hy geredeneer dat as dit baie gebeur, vir 'n lang tyd, die swart gat soveel massa kan verloor dat dit heeltemal kan verdwyn (of meer presies, weer sigbaar word).

Laat swart gate inligting vir ewig verdwyn?

Kort antwoord: Nee, dit is in stryd met die wet.

Baie fisici het bekommerd geraak oor hierdie vraag kort na Hawking se ontdekking van die gloed. Die bekommernis is dit: die fundamentele wette van die fisika waarborg dat elke proses wat “vorentoe in die tyd” gebeur, ook “agtertoe in die tyd” kan plaasvind.

Dit lyk in stryd met ons intuïsie, waar 'n spanspek wat op die vloer gespat het, nooit weer magies sou saamkom nie. Maar wat met groot voorwerpe soos spanspekke gebeur, word regtig bepaal deur die wette van statistieke. Vir die spanspek om homself weer bymekaar te maak, moet baie gazillions atoomdeeltjies dieselfde ding agteruit doen, en die waarskynlikheid daarvan is in wese nul. Maar vir 'n enkele deeltjie is dit glad nie 'n probleem nie. Dus vir atoomdinge kan alles wat u vorentoe waarneem, net so waarskynlik agteruit plaasvind.

Stephen Hawking in 2014. Dave J Hogan / Getty Images

Stel jou nou voor dat jy een van twee fotone in die swart gat skiet. Hulle verskil slegs deur 'n merker wat ons kan meet, maar wat nie die energie van die foton beïnvloed nie (dit word 'n 'polarisasie' genoem). Laat ons hierdie 'linker fotone' of 'regte fotone' noem. Nadat die linker- of regterfoto die horison oorsteek, verander die swart gat (dit het nou meer energie), maar dit verander op dieselfde manier of die linker- of regterfoto geabsorbeer is.

Twee verskillende geskiedenis het nou een toekoms geword, en so 'n toekoms kan nie omgekeer word nie: hoe sou die wette van die fisika weet watter een van die twee verledes om te kies? Links of regs? Dit is die skending van tydsomkeer-onveranderlikheid. Die wet vereis dat elke verlede presies een toekoms moet hê, en elke toekoms presies een verlede.

Sommige natuurkundiges het gedink dat die Hawking-bestraling miskien 'n afdruk van links / regs het om 'n waarnemer van buite 'n wenk te gee oor wat die verlede was, maar nee. Die Hawking-straling kom van die flikkerende vakuum rondom die swart gat, en het niks te doen met wat jy ingooi nie. Alles lyk verlore, maar nie so vinnig nie.

In 1917 het Albert Einstein getoon dat materie (selfs die vakuum langs die materie) op 'n baie eienaardige manier op inkomende dinge reageer. Die vakuum langs die saak word 'gekietel' om 'n deeltjie-deeltjie-paar te produseer wat lyk soos 'n presiese kopie van wat pas inkom. In 'n baie werklike sin stimuleer die inkomende deeltjie die saak om 'n paar kopieë van homself te skep - eintlik 'n kopie en 'n kopie. Onthou, ewekansige pare deeltjies en antideeltjies word deurentyd in die vakuum geskep, maar die gekietelde pare is glad nie lukraak nie: dit lyk net soos die kielie.

Hierdie kopieproses staan ​​bekend as die "gestimuleerde emissie" -effek en is die oorsprong van alle lasers. Die Hawking-gloed van swart gate, aan die ander kant, is net wat Einstein die "spontane emissie" -effek genoem het, wat naby 'n swart gat plaasvind.

Stel u nou voor dat die kopie hierdie kopie skep, sodat die linker foton 'n linker foton paar kietel en 'n regter foton 'n regte foton paar gee. Aangesien een maat van die gekietelde pare buite die swart gat moet bly (weer van momentumbewaring), skep daardie deeltjie die "geheue" wat nodig is sodat inligting bewaar kan word: een verlede het net een toekoms, tyd kan omgekeer word, en die wette van fisika is veilig.

In 'n kosmiese ongeluk sterf Hawking op Einstein se verjaardag, waarvan die teorie van lig - dit gebeur net so - Hawking se teorie van swart gate red.

Christoph Adami, professor in fisika en sterrekunde & # 38 professor in mikrobiologie en molekulêre genetika, Michigan State University


7. SLOTOPMERKINGS

Daar is in die verlede al bevraagteken of die sentrale SMBH's van samesmeltende sterrestelsels daadwerklik sal kan saamsmelt of dat hul benadering sal stilstaan ​​(as gevolg van die proses van verlies-kegeluitputting) op 'n afstand waar die verspreiding deur swaartekrag nog nie doeltreffend is nie ( vir die oorsig van hierdie oorwegings, sien Merritt & amp Miloslavljević 2005), die rol van die dinamiese wrywing om die SMBH's naby die oorgangsradius te bring, vanwaar swaartekragstraling die beheer van die dissipatiewe proses onderneem, is onlangs bevestig (Zier 2006) en ook aanvullende meganismes is voorgestel (Alexander 2007 Sesana et al. 2006, 2007a, 2007b Hayasaki 2008). Daar word voorspel dat die ruimtemissie LISA die samesmelting van SMBH's sal opspoor. Die statistiese argumente van Rottmann (2001), wat radiowaarnemings gebruik, dui daarop dat alle sterk sentrale aktiwiteite in sterrestelsels 'n samesmelting van twee swart gate kan insluit. Daarom het ons in hierdie artikel aanvaar dat wanneer sterrestelsels saamsmelt, dit ook hul sentrale SMBH's sal doen.Al sou daar uitsonderings onder hierdie reël wees, sal dit slegs weerspieël in die insluiting van 'n algehele faktor van 1 in die aantal samesmeltings van SMBH's in vergelyking met die aantal samesmeltings van sterrestelsels, afgelei in Afdeling 2, wat nie die massaverhoudingsberamings van ons vraestel.

Gelei deur redelike en eenvoudige aannames het ons getoon dat binêre stelsels van SMBH-binaries wat gevorm word deur sterrestelselsamesmeltings, het gewoonlik 'n massaverhouding tussen 1/3 en 1/30. Hierna het ons bewys dat vir die tipiese massa-reekse 'n kombinasie van die SO-presessie en swaartekrag-gedrewe dissipasie veroorsaak die draai van die dominante swart gat wat reeds in die inspirerende fase is, behalwe vir die spesifieke konfigurasie van die draai loodreg op die baanvlak. Gedurende hierdie proses is die grootte van die draai dus onveranderd die samesmelting van 'n hoë draai (en hoë rotasie parameter) swart gat met die kleiner swart gat het 'n soortgelyke hoë draai-toestand aan die einde van die inspirerende fase. Dit is die belangrikste resultate van ons referaat.

Daar is 'n verwante bespreking in die literatuur, of die hoë draai van SMBH's geproduseer word deur langdurige aanwasfases of deur gereelde samesmeltings. Selfs 'n scenario, waar die SMBH's gewoonlik min draai (King & amp Pringle 2006), is gevorderd, gebaseer op die aanname van kort periodes van klein aanwas uit willekeurige rigtings. Hughes & amp Blandford (2003), ekstrapoleer resultate van ν = q −1 1 binaries met vergelykbare massas, het getoon dat swart gate met spin-down saamsmelt. Volonteri et al. (2005) het die verspreiding van SMBH-draaiings onder die gesamentlike werking van aanwas en samesmeltings bestudeer en gevind dat die dominante spin-up-effek deur gasaanwas is. Onlangs het Berti & amp Volonteri (2008) die probleem van samesmeltings oorweeg deur verbeterings in die numeriese algemene relativistiese metodes in ag te neem (Pretorius 2007) en 'n onlangse semianalitiese formule, wat die finale draai gee in terme van die aanvanklike dimensielose draaie, massa verhouding, en relatiewe hoeke van die wentelmomentum en draai (Orbitale hoekmomentum en draai) (Rezzolla et al. 2008a, 2008b, 2008c Barausse & amp Rezzolla 2009). Hulle het bevind dat samesmeltings slegs tot 'n hoë spin-eindtoestand kan lei as die dominante draai in lyn is met die wentelmomentum van die stelsel (die kleiner massa wentel dus in die ekwatoriale vlak van die groter). Hulle oorwegings strek van vergelykbare massas tot massaverhoudings van 1/10. Berti & amp Volonteri (2008) verwaarloos egter die hoekuitwisseling en -transport tussen swart gat, straal en innerlike aanwasskyf deur magnetiese velde (sien bv. Blandford 1976). Dit kan die gevolgtrekkings verander of selfs opskerp.

Ons kan drie opmerkings by hierdie bespreking voeg. Eerstens het ons op analitiese wyse getoon dat die inspirerende fase vir die tipiese massaverhouding-reeks eindig met 'n aansienlik laer waarde van die wentelmomentum in vergelyking met die draai (sien die laaste prentjie in Figuur 1). 'N Heuristiese argument toon dan dat so 'n klein hoekmomentum nie die rigting van die draai tydens die volgende fases van die samesmelting. Afgesien van hierdie klein wentelmomentum, is die probleem aksiaal simmetries, ons verwag nie 'n beduidende verdere draai-draai as gevolg van gravitasiestraling in die laaste stadiums van die inspirasie nie.

Tweedens, die opset van wentelhoekmomentum in lyn met die dominante draai is nie die voorkeur nie in die gravitasie-bestraling het die post-Newtonse regime oorheers. Dit is nog nie duidelik of so 'n belyning die neweproduk van vorige fases van die inspirasie kan wees nie, wanneer dinamiese wrywing (Zier & amp Biermann 2001), drie-liggaam interaksies (Sesana et al. 2006, 2007a, 2007b), ontspanningsprosesse as gevolg van interaksies tussen wolke en sterre (Alexander 2007), kom drie skyfmodelle toe (Hayasaki 2008) en ander moontlike meganismes. Aangesien die sterrestelsel dikwels effens afgeplat is, kan differensiële dinamiese wrywing die nabye belyning lewer wat nodig is om 'n baie hoë draai na 'n samesmelting moontlik te maak.

Derdens, die grootte van die draai is feitlik onveranderd in die inspirerende fase, wat hier bespreek word. Dit is omdat die verlies in die spinvektor deur gravitasie-bestraling, 'n tweede PN-orde-effek, bereken uit die Burke-Thorne-potensiaal (Burke 1971), loodreg op die spins is, wat 'n ander presessionele effek oplewer (Gergely et al. 1998c). Onder ISO moet hierdie skatting afgebreek word, soos aangedui deur numeriese simulasies wat verslag doen oor verskillende breuke van die spin wat weggestraal word. In hierdie konteks wil ons die onveranderde grootte van die draai tydens die inspirasie, as belangrike aanvanklike gegewens vir die numeriese evolusie tydens die duik en afbelslag.

Ons noem hier ook die resultate van die numeriese relatiwiteitsgemeenskap wat 'n aansienlike terugslag van die saamgevoegde SMBH toon, in bepaalde gevalle, meestal vir gelyke massas en eienaardige konfigurasies van die hoekmomenta (Brügmann 2008 González et al. 2007a, 2007b Koppitz et al. 2007) . Daar is ook aangetoon dat die terugslag die SMBH-massagroei reguleer, aangesien die SMBH vir 10 6 –10 8 jaar deur die gasheerstelsel dwaal (Blecha & amp Loeb 2008). Volgens die empiriese formule van Campanelli et al. (2007a, sien ook Lousto & amp Zlochower 2009) skaal die terugslag snelheid met q −2 /(1 + q −1 ) 2 (1 + q −1), wat vir q −1 = ν 1 verminder tot 'n skaal met q −2. Daarom, ons verwag nie beduidende terugslageffekte in die tipiese massaverhouding-reeks van die SMBH-samesmeltings nie.

Ons stel voor dat die presessionele fase van die samesmelting van twee swart gate, wat voor die draai-draai plaasvind, sigbaar is as 'n superdisk in radiostelsels (Gopal-Krishna et al. 2007). Die voorgaande straal verskyn as 'n superwind wat die twee radiolobbe skei in die finale fase van die samesmelting. Volgens ons model is sulke radiostelsels kandidate vir die daaropvolgende SMBH-samesmeltings. Verdere waarnemings en teoretiese werk kan sulke kandidate identifiseer wat waarskynlik saamsmelt, en bepaal die tydskaal om dit te laat gebeur. As 'n relatiewe straler aangedryf word (na die draai en saamsmelt), sal die ultraharde energie hadrone, neutrino's en ander deeltjies veroorsaak.

Op grond van die beramings wat in Tabel 2 vir die presessionele en inspirerende tydskale gegee word, kan ons die volgende sê. As ons 'n presessietydperk van drie jaar in 'n superdisk-radiostelsel waarneem, kan ons met vertroue 'n duik in ongeveer 300 jaar voorspel, wat waarneembaar moet wees. Vinniger tydskale vir presessies sou 'n bietjie moeite verg om te identifiseer. As ons egter selfs 'n presessietydskaal van dae tot weke kon identifiseer, sou die voorspelling van 'n paar maande tot enkele jare daarvandaan voorspel word: kragtige swaartekraggolwe met 'n baie lae frekwensie sou dan uitgestraal word.

Die prentjie wat hier ontwikkel is, verskil van dié in Wilson & amp Colbert (1995) deurdat ons nie net die seldsame samesmeltings van twee massiewe swart gate van ongeveer gelyke massas met radiostelsels en radiokwasars identifiseer nie. Ons is van plan om die interaksie met die sterre te herbesoek (Zier et al. 2009), die draai van die swart gate in 'n ander werk te bespreek (Z. Kovács et al. 2009, in voorbereiding) wat ontwikkel is uit Duţan & amp Biermann (2005), uiteindelik tot kwantitatief die verband tussen die samesmelting van swart gate en die statistieke van radiostelsels uit te werk (Gopal-Krishna et al. 2009, ter voorbereiding).

Ons is dankbaar vir gesprekke met Gopal-Krishna en C. Zier. P.L.B. erken verdere besprekings met J. Barnes, B. Brügmann en G. Schäfer. L.Á.G. is agtereenvolgens ondersteun deur OTKA-toekennings 46939, 69036, die János Bolyai-toekenning van die Hongaarse Akademie vir Wetenskappe, die London South Bank University Research Opportunities Fund en die Polányi-program van die Hongaarse Nasionale Kantoor vir Navorsing en Tegnologie (NKTH). Ondersteuning vir P.L.B. was afkomstig van die AUGER-lidmaatskap- en teorietoelae 05 CU 5PD 1/2 via DESY / BMBF en VIHKOS. Die samewerking tussen die Universiteit van Szeged en die Universiteit van Bonn was via 'n EU Sokrates / Erasmus-kontrak.


Sterrekunde-colloquium

Tydens hierdie skanderings het SRG meer as drie miljoen punt X-straalbronne ontdek, hoofsaaklik AGN's en QSO's, sterre met warm en helder korona's en 30 duisend sterrestelsels. Daar is 'n kompetisie en sinergie met die soeke na sterrestelsels deur Atacama Cosmology en die Suidpoolteleskope wat sensitief is in die mikrogolfspektrumband. Ons sien X-strale van honderde sterre vergesel deur eksoplanete.

SRG het die X-Ray-kaart van die hele lug in harde en sagte bande verskaf, die laaste is nou die beste onder die bestaande. Dit openbaar baie inligting oor die verspreiding van absorberende koue gas in die Melkweg en bied 'n pragtige beeld van die Noordpoolspoor en soortgelyke helder emitterende eRosita-borrel aan die suidekant van die sentrale deel van die melkweg.

Ek beplan om die Observatory-planne vir die toekoms te beskryf en om verskeie indrukwekkende resultate te demonstreer uit die PV-fase-waarnemings, sowel as uit die tweede en derde lugopname wat aan die gang is. Die groot monsters van die X-straal-geselekteerde kwasare by die rooi verskuiwings tot z = 6.2 en sterrestelsels sal gebruik word vir bekende kosmologiese toetse en vir die gedetailleerde studie van die groei van die grootskaalse struktuur van die Heelal tydens en na herionisering. .