We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Kan die swart gat die bestraling verbruik? As dit die geval is, kan die pulserende bestraling wat deur die swart gat geabsorbeer word, dit in die loop van miljarde of triljoene jare geleidelik massiewer laat groei?
As die pulsar straling uitstraal sonder om te verval, die swart gat nie deur Hawking-straling verval nie, en ook die bane van albei voorwerpe wat nie verval nie, en in 'n bepaalde dinamika, sou ek ja sê, veeeery stadig.
Ding is dat die straling van die pulsar afkomstig is van deeltjies wat daarin val (stof, ens.) En word "heroriënteer en geskiet" (grofweg) as hoë-energie-straling naby die pole omdat die magnetiese veld. Die swart gat trek selfs meer deeltjies as die pulsar, dus as beide voorwerpe in 'n ruimte met dieselfde digtheid deeltjies in ag geneem word, moet die swart gat op sigself meer materie / energie insuig in vergelyking met materie / energie van die pulsarstraal.
Oorweeg ook orbitale implikasies. 'N Swart gat (tensy dit supermassief in die middel van sterrestelsels is) en pulse het gelykstaande massas. Nie dieselfde nie, maar nie in orde van grootte nie, as die swart gat 'n sterrestelsel is as die pulser. Dit beteken dat die baan waarskynlik meer soos 'n dubbelsterstelsel sal wees, met die swart gat wat ook om die middelpunt van die massas beweeg (u kan daaraan dink as 'n Pluto-Charon-wentelbaanstelsel). Nou. Kyk na hoe sterre gevorm word (uit 'n stofwolk, dit begin ineenstort, kry 'n momentum, ens.). Die kans is groot dat die wentelbane en die draai van albei voorwerpe in 'n baie soortgelyke vlak is. Dink daaraan dat die balke van die pulsar meestal vanaf die pale geskiet word (met 'n mate van helling). Ek dink dit is byna onmoontlik vir sterre wat natuurlik gevorm word, dat die een pulserend word, die ander swart gat, en dat hulle ook op 'n manier wentel sodat die balke van die pulser die swart gat gaan voer. Die balke sal net van die stelsel afvou, en vorm ~ 90º relatief tot die lyn vanaf die pulsar-swart gat.
Laaste, oor die "voeding". Laat ons dink dat al die bogenoemde moontlik is, maar net onwaarskynlik. Ons het 'n scenario waar die baan van 'n pulsar ~ 90º is in vergelyking met sy draai, soos Sun-Uranus. Dan 'n fraksie van die tyd wat dit die swart gat voer (twee keer per "jaar"). Swart gate eet soms sterre. Die grootte van die swart gat groei as dit eet, en is een van die teorieë oor die massa supermassiewe swart gate in die middel van die meeste sterrestelsels (net eet ... die ander is direkte vorming deur 'n skielike ineenstorting van super-massiewe stofwolk selfs sterreformasie te vermy). Ek probeer daarop wys dat hierdie voer via 'n polsstraal super stadig sal wees in vergelyking met direkte invoer van omliggende materiaal soos die supermassiewe swart gate doen.
Ek sou vir die swart gat sê: Meneer, eet die pulsar :)
En miskien sou dit waar word: as baie lang tydperke in aanmerking geneem word, gaan bane verval. Die swart gat sal miskien die botsing bots / absorbeer (soos onlangs deur swaartekraggolwe opgespoor). Uiteindelik, afhangende van die tydperk waaroor ons praat, moet ons die verdamping van swart gate oorweeg deur Hawking-verhoudings (dit sal dit kleiner maak). Aan die ander kant het ek pulsars oorweeg wat aangedryf word deur materie wat daarin wentel / val. daar kan ander soorte, so 'n rotasie-aangedrewe een, na triljoene jare miskien in 'n amper neutronster verval. Ek weet nie van die getalle nie, en miskien is hierdie effekte amper nul, weet ek nie.
PD. Dit is my eerste antwoord in StackExchange en ek is nie 'n moedertaal Engels nie, waardeer terugvoer;)
Kan lig in 'n swart gat wentel?
Aangesien swart gate die kragtigste gravitasiekolle in die hele heelal is, kan dit die lig soveel verdraai dat dit in 'n wentelbaan gaan? En hoe sou dit lyk as u sou kon oorleef en lig kon volg in hierdie reis om 'n swart gat?
Ek het hierdie wonderlike vraag van 'n kyker gehad. Is dit moontlik vir lig om 'n swart gat te wentel?
Beskou hierdie gedagte-eksperiment, wat eers deur Newton verduidelik is. Stel jou voor dat jy kanonne gehad het wat 'n kanonskogel ver kon skiet. Die bal vlieg onderlangs en val dan in die vuil. As u die kanonkoeël harder skiet, vlieg dit verder voordat dit in die grond val. En as u die kanonskogel hard genoeg kon skiet en lugweerstand sou ignoreer & # 8211, sou dit die hele aarde rondreis. Die kanonskogel sou in 'n wentelbaan wees. Dit val na die aarde, maar die kromming van die aarde beteken dat dit voortdurend net oor die horison val.
Dit werk nie net met kanonkoeëls, ruimtevaarders en satelliete nie, maar ook met lig. Dit was een van die groot ontdekkings wat Einstein gemaak het oor die aard van swaartekrag. Swaartekrag is nie 'n aantreklike krag tussen massas nie, dit is eintlik 'n vervorming van ruimtetyd. Wanneer lig in die swaartekragput van 'n massiewe voorwerp val, buig dit om die kromming van die ruimtetyd te volg.
Verre sterrestelsels, die son en selfs ons eie aarde sal veroorsaak dat lig van sy pad afgewyk word deur hul vervorming van die ruimtetyd. Maar dit is die ongelooflike erns van 'n swart gat wat die ruimtetyd in knope kan bind. En ja, daar is 'n streek rondom 'n swart gat waar selfs fotone gedwing word om in 'n baan te beweeg. Trouens, hierdie streek staan bekend as die "foton sfeer".
Van ver genoeg is swart gate soos enige massiewe voorwerp. As u die son vervang met 'n swart gat van dieselfde massa, sal ons aarde op dieselfde manier bly wentel. Maar as u nader en nader aan die swart gat kom, moet die wentelende voorwerp al hoe vinniger gaan terwyl dit om die massiewe voorwerp sweep. Die foton sfeer is die laaste stabiele baan wat u rondom 'n swart gat kan hê. En net lig, wat teen 'n ligspoed beweeg, kan op hierdie hoogte bestaan.
Kunstenaar indruk van 'n swart gat. Krediet: ESO / L. Calçada
Stel jou voor dat jy reg in die fotonfeer van 'n swart gat kan bestaan. Wat jy nie kan nie, moet dus nie probeer nie. U kan u flits in een rigting rig, en die lig agter u sien nadat dit die swart gat volledig wentel. U kan ook bad in die bestraling van al die fotone wat in hierdie streek vasgevang is. Die sigbare lig is miskien mooi, maar die x-straal- en gammastraling sal u soos 'n oond gaarmaak.
Onder die fotonfeer sien jy net donkerte. Daar onder is die gebeurtenishorison, lig se punt van geen terugkeer nie. En bo hierbo sou u sien dat die heelal verdraai word deur die massiewe erns van die swart gat. U sou die hele lug in u sien sien, selfs sterre wat normaalweg deur die swart gat verduister word, terwyl dit om die swaartekrag draai. Dit sou 'n ontsaglike en dodelike plek wees om te wees, maar dit sou beslis onder die gebeurtenishorison val.
As u in die fotonfeer kon kom, watter soort eksperimente sou u wou doen? Vertel ons in die kommentaar hieronder.
Neutronsterre opgesluit & # 8216voet strak en # wentelbaan kan die heelal se grootste raaisels verklaar
Wetenskaplikes glo dat hierdie sterre uiteindelik ongeveer 'n halfmiljard jaar van nou af sal bots.
Gepubliseer: 09 Julie 2020 om 10:31
Sterrekundiges het twee ineenstortende sterre van verskillende massas waargeneem wat in 'n "fel strakke" baan opgesluit was, wat volgens hulle kan help om die lig te werp op sommige van die heelal se grootste raaisels.
Hierdie uiters digte astronomiese voorwerpe, wat bekend staan as neutronsterre, is sterreste van 'n supernova wat honderdduisende kere die aarde se massa in 'n ruimte van die grootte van 'n stad verpak.
Volgens die wetenskaplikes is dit ongewoon om 'n binêre stelsel te sien met twee neutronsterre met verskillende massas. Hulle glo dat hierdie sterre uiteindelik ongeveer 'n halfmiljard jaar van nou af sal bots en groot hoeveelhede energie vrystel in die vorm van swaartekraggolwe en lig.
Lees meer oor sterre:
Een van hierdie sterre is 'n pulsar, bekend as PSR J1913 + 1102, wat draai en straal elektromagnetiese straling vanaf sy pole uitstraal.
Die allereerste blik op die botsing van twee neutronsterre is in 2017 waargeneem, wat die deur oopmaak vir 'n nuwe era van sterrekunde.
Die skouspelagtige gebeurtenis, wat bekend staan as GW170817, het 130 miljoen ligjare vanaf die Melkweg plaasgevind, maar die enorme hoeveelheid materiaal wat uit die samesmelting uitgestoot is en die helderheid daarvan het 'n "onverwagte raaisel" gebly.
Hoofnavorser, dr Robert Ferdman, van die Universiteit van East Anglia's School of Physics, het gesê: 'Die meeste teorieë oor hierdie gebeurtenis het aangeneem dat neutronsterre wat in binêre stelsels opgesluit is, baie dieselfde is in massa. Ons nuwe ontdekking verander hierdie aannames.
'Ons het 'n binêre stelsel ontdek wat twee neutronsterre met baie verskillende massas bevat. Hierdie sterre sal oor 470 miljoen jaar bots en saamsmelt, wat na 'n lang tyd lyk, maar dit is net 'n klein fraksie van die wêreld se ouderdom. '
Dr Ferdman het gesê dat, aangesien die een van die sterre "aansienlik groter" is as die ander, sy swaartekrag-invloed die vorm van sy metgesel verdraai, en dat dit "groot hoeveelhede materiaal wegstroop net voordat dit saamsmelt, en dit moontlik heeltemal kan ontwrig".
Dit, het hy bygevoeg, sal lei tot 'n baie kragtiger ontploffing as 'n botsing van neutronsterre met gelyke massas.
Volgens dr Ferdman is hul bevindings in die tydskrif gepubliseer Aard, beklemtoon ook "daar is baie meer van hierdie stelsels daar - meer as een uit elke tien samevoegende dubbele neutronsterbinaries".
Lees meer oor sterrekunde:
Volgens die navorsers kan neutronster-samesmeltings help om van die grootste raaisels in die astrofisika te ontsluit, insluitend 'n akkurater bepaling van die uitbreidingstempo van die heelal, bekend as die Hubble-konstante.
Studie-medeskrywer dr Paulo Freire van die Max Planck Instituut vir Radiosterrekunde in Bonn, Duitsland, het bygevoeg: “So 'n ontwrigting sal astrofisici toelaat om belangrike nuwe leidrade te kry oor die eksotiese saak wat die interieur van hierdie uiterste, digte voorwerpe vorm. .
'Hierdie saak is steeds 'n groot raaisel - dit is so dig dat wetenskaplikes steeds nie weet waaruit dit eintlik bestaan nie. Hierdie digthede is baie hoër as wat ons in laboratoriums op aarde kan voortbring. ”
Kan jy op 'n neutronster loop?
Gevra deur: Elliot Webb, Ashford
Nee. 'N Neutronster het so 'n intense swaartekragveld en hoë temperatuur dat u nie 'n noue ontmoeting van enige aard sou kon oorleef nie. In die eerste plek is dit net moeilik om op die oppervlak van die neutronster te kom. Die aantrekkingskrag daarvan sal u so versnel dat u teen 'n goeie fraksie van die ligsnelheid daarin kan slaan. Reeds voordat u daar aangekom het, sou die verskil in swaartekrag tussen u kop en voete al u atome uitmekaar geruk het.
Daar gekom, sou u atoomkerne en hul vrye elektrone egter die oppervlak beïnvloed met voldoende energie om termonukleêre reaksies naby die superdigte oppervlak aan te wakker. U sou 'n trek van gammastrale en X-strale word, aangesien u ligte elemente in 'n wolk van swaar elemente, neutrone en ultra-relativistiese elektrone verander is.
Selfs as u op een of ander manier op magiese wyse na die neutronster vervoer word en dan hierdie energieke impak vermy, sal die temperatuur van die miljoen grade aan die oppervlak u onmiddellik verdamp (en ioniseer). Die intense swaartekrag sal dan dit wat van u oorgebly het, plat maak as u saamsmelt in die superdigte kors van die neutronster. Onder hierdie omstandighede sal dit uiters moeilik wees om rustig te stap!
Polsende sterre kan ruimte-tyd rondom swart gate ondersoek
As wetenskaplikes 'n polsende ster naby die middelpunt van ons Melkweg-sterrestelsel bestaan, waar 'n reuse-swart gat glo skuil, kan dit lig werp op die werking van Albert Einstein se algemene relatiwiteitsteorie. Die ligflitse van so 'n ster, wat 'n pulsar genoem word, kan gebruik word om te bepaal hoeveel die swart gat van die kol die ruimte-tyd om dit verdraai.
In teenstelling met 'n standaardster, gee pulsars bestendige ligpulse uit wat hul beweging presies kan opspoor. 'N Internasionale span sterrekundiges het voorgestel dat sulke presisie 'n beter begrip van die ruimtetyd rondom 'n swart gat kan skep.
"Ons kan duisend keer beter vaar," het sterrekundige Jim Cordes van die Cornell Universiteit in New York aan SPACE.com gesê.
Volg die baan
In die algemene relatiwiteit het Einstein ruimte en tyd saam gekombineer in 'n enkele wiskundige entiteit, bekend as ruimtetyd, wat deur swaartekrag beïnvloed word. As die plat ruimte-ruimte-tyd met 'n matras kon vergelyk word, sou 'n massiewe liggaam soos 'n swart gat dit baie ronddraai soos 'n persoon wat in die middel van die bed sit.
Hierdie inspringings beïnvloed die wentelbane van die liggame rondom hulle. In plaas daarvan om in stabiele ellipse te beweeg, skuif voorwerpe om die draai effens, of vooraf, met elke duik in die put wat in ruimtetyd deur die swart gat gekerf is. [Galery: Black Holes of the Universe]
"In plaas daarvan om dieselfde posisie in die ruimte te behou, draai die ellips stadig rond," het Cordes gesê.
Sterrekundiges kon hierdie beweging in 'n ster opspoor deur te meet hoe die liggolwe wat dit produseer, verkort of verleng word deur die beweging daarvan, 'n proses wat bekend staan as Doppler-verskuiwing. Terwyl die Doppler-verskuiwing wat deur presessie veroorsaak word, in enige ster gemeet kan word, is polsare beter kandidate om hierdie beweging te meet, het navorsers gesê.
Gebore uit vurige supernova-ontploffings, pak pulsars die sonmassa in die gebied van 'n groot stad in. Hulle draai vinnig en straal 'n bestendige ligstraal uit wat lyk soos 'n pols wat aan- en afskakel terwyl die straal na en van 'n waarnemer draai.
Deur te meet hoe die skeidings tussen die pulse oor tyd verander, kan sterrekundiges bestudeer hoe die pulsar beïnvloed is deur die ruimtetyd waardeur dit deurbeweeg.
"Ons kan die aankomstyd van 'n pols en mdash in die geval van een in die galaktiese middelpunt en mdash tot ongeveer 'n millisekonde meet," het Cordes gesê. "Dit gee ons 'n baie meer presiese meting as om net Doppler-skuifmetings te maak."
Namate die baan van die pulsar ontwikkel, kan wetenskaplikes sy nuwe posisie gebruik om die swaartekrag rondom die swart gat en die massa van die reus self te bereken.
"Seine word vertraag deur die kromming van ruimtetyd," het navorsers Kuo Liu, Norbert Wex en Michael Kramer, almal van die Max Planck Instituut in Duitsland, per e-pos aan SPACE.com gesê. "Hoe meer vertraging, hoe nader moet die sein na die swart gat op sy pad na die aarde beweeg."
Terselfdertyd trek die swart gat die ruimtetyd daaromheen in 'n proses wat bekend staan as die Lense-Thiring-effek.
Cordes vergelyk hierdie effek met die onderdompeling van 'n basketbal in 'n waterbak. As die bal gespin word, sleep dit die water die naaste daaraan saam. Water verder voel minder van effek.
Ruimtetyd voel dieselfde ruk om 'n pols.
Die wetenskaplikes het hul plan om die effekte van die pulse op ruimtetyd te bestudeer, in 'n referaat gepubliseer in die Maart-uitgawe van die Astrophysical Journal.
Op soek na 'n ster
Sterrekundiges het nog nie 'n pols gevind naby Boogskutter A * nie, die naam wat gegee word aan die radiovoorwerp wat gedink word om die Melkweg se sentrale swart gat voor te stel. Maar omdat pulse 'n natuurlike uitkoms is in die evolusie van massiewe sterre, het Cordes die vertroue uitgespreek dat daar baie bestaan. Die galaktiese sentrum is egter gevul met gas en stof wat radiogolwe verstrooi en die klein sterretjies vir ons wegsteek.
'Die ideale pols is een wat 'n paar honderd keer per sekonde draai,' het Cordes gesê. "Ons sou dit 'n millisekonde pulsar noem, want die draai-periode daarvan sou 'n paar millisekondes wees."
Die meer gereelde bosluise sal groter akkuraatheid moontlik maak om te meet hoe die pulsar beïnvloed word deur die kromming van ruimtetyd. Daar is bekend dat honderde van hierdie spesiale neutronsterre in die hele sterrestelsel bestaan.
Ongelukkig werk die gas en stof beter om flitse van 'n millisekonde pulsar te blokkeer as van 'n ster wat stadig draai.
Pulsars wat een keer per sekonde flikker, sou volgens Cordes die tweede beste kandidaat wees.
"Hulle word minder beïnvloed deur hierdie verspreidingseffek," het hy gesê.
Om bruikbaar te wees, moet so 'n pulsar naby die swart gat wees, met 'n tydperk van slegs 'n paar maande of minder. Dit moet ook skuins vanaf die ewenaar van die swart gat wees.
Sulke pulse kan sigbaar wees met die teleskope van vandag. Die Green Bank-teleskoop in Wes-Virginia en die Extended Very Large Array moet albei een in die middel van die sterrestelsel kan opspoor. Die MeerKAT, 'n verskeidenheid teleskoop wat tans in Suid-Afrika gebou word, moet ook help om potensiële kandidate te openbaar. [Video: 9 Pulsars onthul deur nuwe tegniek]
"Ons kon dit regtig 10 jaar gelede nie doen nie, omdat ons nie sensitiewe genoeg radioteleskope gehad het nie, maar nou wel," het Cordes gesê.
Toekomstige teleskope soos die Square Kilometer Array, wat die lug vanaf die suidelike halfrond sal bestudeer en 'n perspektief sal gee wat 'n beter uitsig op die middelpunt van die sterrestelsel sal bied en mdash sal die soektog in nog 'n dekade vergemaklik, met die potensiaal om te verklap pulse in die middel van die sterrestelsel.
Die span is vol vertroue dat dit net 'n kwessie van tyd is.
"Ons het nog nooit 'n polsslag gemeet wat om 'n swart gat wentel nie, so dit is 'n nuwe gebied," het Cordes gesê. "Dit kan 'n groot uitbetaling hê as ons die regte pulsars kan vind."
Kan 'n pols in 'n baan om 'n swart gat die swart gat met sy bestraling voer? - Sterrekunde
DIE WAARHEID EN LEU oor swart gate
U blaaier ondersteun nie die videomerk nie.
Black Hole verslind 'n neutronster (NASA / D. Berry)
Swart gate het 'n slegte reputasie. Iets wat jou kan insluk, klink tog redelik eng. Hulle is onsigbaar, so miskien is daar een om die draai en ons weet dit nie! Is dit nie ook enorme stofsuiers wat alles wat naby hulle kom, kan vernietig nie? Sodra die swart gat iets begin trek, is dit nie maar net 'n eenrigtingkaartjie vir vergetelheid nie? Wel, nie al hierdie dinge is presies waar nie.
U blaaier ondersteun nie die videomerk nie.
Swartgat-animasie (NASA / A.Hobart)
Eerstens kan ons nie binne 'n swart gat sien nie, want alles wat oor die rand gaan, is vir ewig weg. So dit is deels waar die naam vandaan kom. Maar dit is dikwels waar dat slegs 'n klein fraksie van die materiaal naby 'n swart gat val, terwyl die meeste daarvan net vir altyd sirkel. Die goed wat naby die swart gat val, word oorverhit, en dit kan ons in X-strale met Chandra sien.
Kom ons gebruik 'n hipotetiese situasie om na te dink oor die effekte naby 'n swart gat. Gestel ons Son is oornag deur 'n swart gat vervang. Die waarheid is: die aarde sal nie wyk nie. Dit is omdat ons wentelbaan slegs deur die massa van die aarde en die son en die afstand tussen hulle bepaal word. Solank as wat die swart gat nog steeds dieselfde massa as die son het, bly ons in dieselfde baan. Dit wys dat swart gate nie altyd alles suig nie. Om die waarheid te sê, sou hulle die geval was, sou die hele heelal nou nie in een groot swart gat verteer gewees het nie?
U blaaier ondersteun nie die videomerk nie.
Animasie van Star Ripped Apart (ESA)
Dink aan water wat in 'n drein gaan. Water gaan nooit reguit in 'n drein af nie. In plaas daarvan vorm dit altyd 'n draaikolk of 'n maalkolk, en die rede hiervoor is omdat dit altyd 'n bietjie draai. Dieselfde geld vir die gas en stof wat in 'n swart gat toevoer. As die saak nie sy draai kan verloor nie, gaan dit net as 'n skyf om die swart gat in 'n baan. Dit word 'n aanwasskyf genoem.
Binne die aanwas-skyfies rondom swart gate stoot die atome en molekules mekaar met toenemende felheid terwyl hulle saam vryf in 'n spiraalvormige mosh-pit-doodsdans terwyl hulle na die gat getrek word. In sommige opsigte veg hierdie deeltjies om hul kosmiese lewens. En sommige van hulle sal wen.
U blaaier ondersteun nie die videomerk nie.
Black Hole Flare-animasie (NASA / SAO / CXC / D.Berry)
As alles rondom 'n swart gat nie gedoem is nie, wat gebeur dan met die meeste dinge wat nie val nie?
Die materiaal wat rondom die swart gat val, kan nooit die swart gat self bereik nie, tensy dit genoeg hoekmoment verloor. Een manier waarop dit gebeur, is deur uitvloei. Dit is reg, swart gate suig nie net materiaal in nie, maar blaas dit ook uit. Byna elke swart gat wat aangroei, verdryf dit ook. Dit gebeur terwyl die saak nog buite die swart gat self is, want soos ons weet, kan niks ontsnap sodra dit binne die radius van die gat is nie.
U blaaier ondersteun nie die videomerk nie.
Animasie van uitbarsting uit supermassiewe swart gat (NASA / CXC / A.Hobart)
So nou weet ons dat swart gate net nie dinge inneem nie, hulle stuur dit die ruimte in. En dit is nie net vir die pret nie. Dit beïnvloed die omgewing rondom hulle.
Swart gate vorm strale en winde met skouspelagtige krag en verskeidenheid. Die saak word in baie gevalle met groot snelhede verdryf, naby die snelheid van die lig. Soms sluit die uitvloeiing van die swart gat se eie brandstofvoorsiening van invloei materiaal af. Maar hierdie energieke uitvloeiing kan ook 'n groot uitwerking hê op die omgewing van die swart gat. Uitvloei van supermassiewe swart gate kan die groei van sterrestelsels afskakel of selfs die invloei van gas na die middelpunte van sterrestelselslusters stop.
Swartgate is dus nie heeltemal swart nie. En hulle is nie net die voorbode van vernietiging wat hul naam kan voorstel nie. Met ander woorde, miskien is dit nie net iets om voor bang te wees nie, maar ook om oor ontsag te wees. Dit blyk dat swart gate 'n ongelooflike belangrike deel van ons kosmiese ekosisteem is. Hoe meer ons oor swart gate leer, hoe meer lyk dit asof ons bly moet wees dat hulle daar is.
Swartgatplanete
Keiichi Wada, van die National Astronomical Observatory of Japan, dink so. Hy werk aan die fisika van swart gate, maar het saamgewerk met kollegas wat die vorming van die planeet ondersoek om te sien of die idee aanneemlik is.
"Die twee velde [planeetvorming en swart gate] is so verskillend, gewoonlik is daar geen interaksie tussen hulle nie," sê Wada. Hulle wou dit verander deur hul kennis te kombineer om die vorming van planete rondom supermassiewe swart gate te modelleer, net soos Gargantua in Interstellêr.
Planete vorm rondom sterre wanneer swaartekrag stofkorrels begin versamel in klein balletjies wat dan geleidelik met mekaar bots om groter en groter voorwerpe te vorm. Wada en sy span wou kyk of dit rondom 'n swart gat kan gebeur.
Hul model, wat in November 2019 gepubliseer is, toon dat die swaartekragomgewing op genoeg afstand van die swart gat - minstens tien ligjaar weg - stabiel genoeg is om planete op dieselfde manier te vorm as om sterre soos ons son. .
"Dit is die heel eerste studie wat die moontlikheid van direkte vorming van planeetagtige voorwerpe rondom supermassiewe swart gate beweer," sê Wada. "Ons verwag meer as 10 000 planete rondom een supermassiewe swart gat, want die totale hoeveelheid stof [daar] is enorm." Dit is baie onverkende kosmiese vaste eiendom.
Planete kan dus potensieel rondom swart gate vorm, maar dit is geen waarborg dat dit 'n lewensvriendelike omgewing bied nie. Op aarde is lewende dinge baie afhanklik van die son se lig en warmte om te oorleef. Sonder die gloed van 'n ster sal die lewe rondom 'n swart gat waarskynlik 'n alternatiewe bron van energie benodig.
Gelukkig is dit dalk nie te moeilik om deur te kom nie. Volgens 'n artikel wat deur dr Jeremy Schnittman in NASA in Oktober 2019 gepubliseer is, kan 'n kenmerk van baie swart gate - die akkresie-skyf - vir die son inkom.
Die aanwasskyf is effektief 'n plat band materiaal wat om die swart gat staan en wag om verslind te word. Namate materiaal afwaarts in die vergetelheid draai, beweeg dit ongelooflik vinnig en gee dit baie energie uit voordat dit verby die punt van geen terugkeer verdwyn.
"Al die swart gate wat ons ken, het aanwasskyfies en dit is ongelooflik helder," sê Schnittman. Volgens sy berekeninge, plaas 'n planeet op die regte afstand van die swart gat en die aanwasskyf lyk dieselfde grootte en helderheid as wat die son in ons lug lyk. "Dit lyk baie soos ons sonnestelsel," sê hy.
Die bedagshemel op so 'n planeet is miskien bekend, maar die naghemel sal alles behalwe wees. Die sentrums van sterrestelsels waar supermassiewe swart gate gewoonlik voorkom, is so propvol sterre dat die naghemel volgens Schnittman 100 000 keer helderder as ons s'n sal wees.
Lees meer oor buitenaardse lewe:
Daardie sterre is egter nie netjies oor die hemel versprei nie. Die swaartekrag van die swart gat versnel die planeet tot sulke hoë snelhede dat dit lyk asof die sterlig vanaf 'n enkele punt voor u kom wat kleiner is as die son. "Dit is soos om die reën in te ry," sê Schnittman. Stel jou voor hoe 'n ruimteskip warpsnelheid in 'n sci-fi-film tref. 'Dit sal beslis skouspelagtig lyk.'
Daar is egter 'n probleem dat 'n planeet deur 'n aanwas-skyf verhit word. "Hulle gee baie meer ultraviolet- en röntgenstraling af as die son," sê Schnittman. Hierdie soort bestraling kan moontlik 'n anders bewoonbare planeet steriliseer. 'U het 'n bewolkte atmosfeer nodig om dit te blokkeer,' voeg hy by.
Maar dit is nie onmoontlik nie, gegewe wat ons reeds weet van die eksoplanete wat ons om ander sterre gevind het. "Dit lyk asof dik, wazig atmosfeer redelik algemeen voorkom," sê hy. U kan dus wegkom daarmee soos 'n konstante warm en vogtige dag hier op aarde.
Interstellêr Wetenskap
Regstelling, 9 November 2014:Die basiese aannames oor swart gate in hierdie film was verkeerd, en die gevolgtrekkings wat ek hieronder gemaak het, was verkeerd. Dit moet verduidelik word, dus lees my opvolgberig wat my foute verdwyn.
Ek hou gewoonlik daarvan om filmresensies te skryf. Dit is 'n prettige manier om my gedagtes oor 'n film bymekaar te maak, om die plot daarvan, die produksie, die skryf, en selfs die wetenskap te ontleed.
Dit is juis daarom dat ek gevrees het om hierdie een te skryf. Ek het regtig daarna uitgesien om te sien Interstellêr ... maar ek het gedink dit was verskriklik. 'N Totale gemors. So as u op soek is na 'n tldr, daar is dit. Ek regtig, regtig het nie daarvan gehou nie. En ek wou regtig.
Wat dit erger maak, is dat die film regtig wonderlik kon wees. Die algehele plot is nie sleg nie (as 'n herhaling van 'n ou wetenskapfiksie-idee), en sommige van die idees daarin was goed. Die spesiale effekte was asemrowend. Uitstaande. Maar hulle kan nie 'n film dra met 'n gesprekvoering, 'n duidelike voorafskaduwing, filosofie van die ham en 'n ernstige, maar misleide poging om diep te wees nie. En baie van die kritieke besonderhede in die plot was 'n ongeluk van idees wat geen sin gehad het nie.
En die wetenskap. Ag skat. Die wetenskap.
Van hier af sal daar verwoesters wees, so wees u redelik gewaarsku, sê ek.
Plotketel
Die plot is moeilik om te sinopsiseer, maar hier is die kernpunte: in 'n ongespesifiseerde tyd in die toekoms, waarskynlik meer as 50 jaar vandaar, is die wêreld in 'n ekologiese ramp. Gewasse misluk, voedsel is skaars, miljarde het gesterf. Matthew McConaughey speel Cooper, 'n voormalige vlieënier en ingenieur wat nou sukkel om koring op sy plaas te verbou saam met sy skoonpa, seun en dogter Murph. Sy dogter kla oor 'n spook in haar kamer wat haar boodskappe probeer stuur. Aanvanklik afwysend, ontdek Cooper dat die boodskappe werklik is, op een of ander manier deur middel van swaartekrag gekodeer is en koördinate insluit na 'n plek êrens binne ryafstand.
Cooper en Murph ontdek 'n geheime NASA-basis by daardie koördinate, en Cooper word vertel dat 'n halwe eeu tevore 'n "gravitasie-anomalie" naby Saturnus ontdek is: 'n wurmgat, vermoedelik daar geplaas deur vreemdelinge, waarskynlik ook dieselfde wesens wat met hulle gekommunikeer het. Murph gebruik swaartekrag. Aan die ander kant is 'n dosyn bewoonbare planete opgespoor, en 'n dosyn mense is gestuur om dit te verken. Een stelsel het drie potensieel bewoonbare planete, en nou moet Cooper 'n skip deur die wurmgat bestuur, uitvind watter planeet die beste is en die mensdom red deur mense 'n nuwe tuiste te gee.
Op hierdie stadium val die film redelik uitmekaar, sowel wetenskaplik as in die vertelling daarvan. Ondanks die feit dat NASA dekades tevore ontbloot is, het die NASA byvoorbeeld die vermoë om tientalle bemanningslede te lanseer wat honderde miljarde dollars elk sou kos (en dit onverklaarbaar doen) aan die woord gewoond raak - uit 'n ondergrondse silo wat letterlik is reg langs sy werkskantore). Dit was nie duidelik waarom die skepe 'n bemanning moes hê in plaas van om roboties te wees nie, en die idee dat slegs data met 'n lae bandbreedte teruggestuur kon word (en sodoende nie baie besonderhede oor die planete gekry het nie), het my as 'n onbeholpe en lomp gevoel instrument om Cooper en sy bemanning te kry om self te gaan kyk.
Cooper stuur die skip suksesvol deur die wurmgat (wat mooi en goed gedoen is, selfs tot die veel gebruikte verduideliking van hoe wurmgate werk geleen het) 'N Plooi in die tyd), en aan die ander kant vind hy en sy bemanning die drie-planeetstelsel, wat onverklaarbaar om 'n swart gat wentel. Ek sug hoorbaar oor hierdie deel. Waar kry die planete hitte en lig? U het 'n bietjie nodig ster vir dit. Hitte kan nie van die swart gat self kom nie, want later (onvermydelik) moet Cooper binne-in die swart gat gaan, en hy word nie gebraai nie. Die planete is dus onverklaarbaar bewoonbaar ondanks geen nabygeleë bron van warmte nie.
Op hierdie stadium kan ek aanhou en aanhou (en aan en aan en aan en aan ...) met die wetenskaplike foute wat die film hiervandaan neem. Laat ek net een voorbeeld kies, want dit was van kardinale belang vir die intrige van die film, maar wys hoeveel wetenskap die luglot uitgeslinger is.
Die planeet wat nie daar was nie
Dit blyk dat een van die drie planete baie naby die swart gat wentel, so naby sal daar ernstige relativistiese effekte wees. In vergelyking met 'n verre waarnemer vertraag die tyd naby 'n swart gat (waar), dus sal een uur op die planeet gelyk wees aan sewe jaar wat op die aarde verloop. Dit is dadelik 'n groot probleem. Om so 'n tydsverruiming te kry ('n faktor van ongeveer 60.000), moet u net bo die oppervlak van die swart gat wees, en ek bedoel net oor die oppervlak, en dit feitlik skuif. Maar vanweë die manier waarop swart gate ruimte verdraai, moet die minimum stabiele baan om 'n swart gat minstens wees drie keer die grootte van die swart gat self. Klokke sal op daardie afstand 'n bietjie stadiger loop as vir iemand op aarde, maar net met ongeveer 20 persent.
Met ander woorde, vir die planeet om die enorme tydsverspreiding in die film te eis, sal dit te naby aan die swart gat moet wees om 'n stabiele baan te hê. Bloop! Dit sou binneval.
Daar is ook die probleem van getye. Die een kant van die planeet is baie nader aan die swart gat as die ander kant. Swaartekrag verander met afstand hoe verder jy van die bron is, hoe swakker voel jy. Die verandering in die krag van die swaartekrag van die swart gat oor die deursnee van 'n planeet is baie groot, wat 'n getykrag skep wat die planeet strek. Dit naby 'n swart gat is die getykrag groot, gedagte- (en planeet-) buigend groot. Die planeet sou so flenters geskeur en verdamp word.
As die planeet dus nie inval nie, word dit verpletter tot letterlik damp. Hoe dit ook al sy, daar is geen planeet nie.
In die film is die planeet natuurlik daar. The explorers go down and find it covered in water as well as suffering through periodic ginormous tidal waves sweeping around it. These are unexplained, and I assumed they were caused by tides from the black hole … but that doesn’t work either. That close to the black hole, this inexplicably unvaporized planet would be tidally locked, always showing one face toward the hole. There would be huge tidal bulges pointing toward and away from the hole, but they wouldn’t move relative to the surface of the planet. No waves.
Illustration courtesy Chandra X-ray Observatory Center/NASA
The planet’s very existence is just one example of the scientific stumbles in the movie. Daar is many others. OK, fine, let me give just one more: the ultimate black hole. For the climax of the movie, Cooper has to fall into it. We see a ring of material around the black hole, presumably the accretion disk: a flat, swirling disk of material that is about to fall into the hole. Because of the incredible forces involved, accretion disks are extremely hot, like millions of degrees hot. They are so brilliant, they can be seen millions of light-years away and blast out enough radiation to completely destroy any normal material.
Yet Cooper flies over one like he’s flying over Saturn’s rings (literally it was a visual callback to an earlier scene in the movie when they actually fly past Saturn’s rings). In reality, his ship would be flash-heated to a bazillion degrees and he would be nothing more than a thin and very flat stream of subatomic particles. All right all right all right?
Also, for some reason, we don’t see the accretion disk moving it’s static, frozen, when in reality it would be whirling madly around the black hole. And, due to the tides I mentioned earlier, as Cooper fell in he would’ve been torn apart.
The Play’s the Thing
You may think this is nitpicking, and in a sense it is I can happily forgive bad science if good science would get in the way of the storytelling. But in this case, the science is critical to the storytelling: This movie is all about black holes. In fact, one of the executive producers is theoretical physicist Kip Thorne (one of the robots in the movie is named KIPP, which made me smile), a scientist for whom I have quite a bit of respect. Thorne’s participation got some press, mostly due to the way black holes in the movie are depicted—and they are visually stunning.
That’s fine, but the thing is, there’s nothing in this movie dealing with black holes you couldn’t find in a college textbook or a Wikipedia page. The ideas of time dilation, warping space, wormholes, even time travel at the end: There’s nothing really new here, and almost all of it has been used in science fiction before. Thorne is a great and very important physicist, and I mean absolutely no disparagement of him, but I’m not sure how the plot of this movie would have been different had he not been involved.
The real problem isn’t with the science, it’s with the story. I’m sure Thorne knew the science was (way) off, but I can guess that director and screenwriter Christopher Nolan chose to ignore those issues in order to advance his story.
Even ignoring the problems with the science, it was the storytelling in the movie that made it nearly unwatchable for me. The characters have very little depth, for one, and the dialogue turned into pure cheese several times.
In a conversation between Cooper and Anne Hathaway’s character about love, she says that love is an artifact of a higher dimension (what does that even mean?) and “transcends the limits of time and space,” as if it’s a physical force—an allusion to gravity, which, critically to the plot, does transcend dimensions, time, and space. The dialogue here was stilted to say the least, and it gets worse when Matt Damon’s character talks about a parent’s love for his children, saying, “Our evolution has yet to transcend that simple barrier.” Who talks like that? The movie is riddled with attempts to be profound, but due in part to the clunky dialogue it just sounds silly.
The plotting was just as laborious. The setup was ham-fisted and plodding it was obvious immediately that Murph’s “ghost” would turn out to be a black-hole-diving time-traveling Cooper, and that the aliens were in fact advanced humans from the future. They apparently created the black hole and wormhole in the first place, manipulating time and events so things had to unfold the way they did. That part was interesting, though by no means new Kurt Vonnegut covered this thoroughly in The Sirens of Titan, for example. This might not seem obvious to folks who haven’t watched or read a lot of science fiction, which is fine, but for it to be the Big Reveal fell pretty flat for me.
There were obvious nods to 2001, 2010, and several other movies. And sometimes more than just nods … in an early scene, before he leaves for his space voyage, Cooper decides to give his daughter a gift. It turns out to be a wristwatch, which later in the movie proves critical in her being able to save the world.
I almost yelled at the screen during that scene. In the movie Contact, McConaughey’s character gives Jodie Foster’s character a compass before she goes on her space voyage, and tells her it might just save her life (which it eventually does). The same actor in a similar movie performs the same gift-giving act with a similar gift that turns out to have similar plot results.
New Pulsar Reveals Feeding Habits of Milky Way’s Black Hole
A team of astronomers, including Heino Falcke (Radboud University Nijmegen/ ASTRON) and Adam Deller (ASTRON), has discovered radio pulses from a neutron star practically next door to the supermassive black hole which resides at the center of the Milky Way. Radio ‘pulsars’ are rapidly spinning neutron stars, ubiquitous in the rest of the Milky Way but until now perplexingly unseen in the Galactic Center region. By studying the pulsar emission, the team was able to show that the matter being gobbled by the supermassive black hole is pervaded by a magnetic field strong enough to regulate the black hole’s feeding habits and to explain its radio and X-ray glow.
Artist’s impression of PSR J1745-2900, a pulsar with a very high magnetic field (‘magnetar’) in direct vicinity of the central source of our Galaxy, a supermassive black hole of approximately 4 million times the mass of our Sun. Measurements of the pulsar imply that a strong magnetic field exists in the vicinity around the black hole. Image Credit: MPIfR/Ralph Eatough
The discovery of a pulsar closely orbiting the candidate supermassive black hole at the center of the Milky Way (called Sagittarius A*, or Sgr A* in short) has been one of the main aims of pulsar astronomers for the last 20 years. Pulsars act as extremely precise cosmic clocks, and a pulsar near Sgr A* could be used to measure the properties of space and time in strong gravitational fields, and to see if Einstein’s theory of General Relativity could hold up to the strictest tests.
The young ultramagnetic pulsar PSR J1745-2900 was discovered when the Swift satellite observed a strong X-ray flash originating very close to the center of the Milky Way – likely less than 1 light-year from Sgr A* – and the subsequent observations showing a rotation period of 3.76 seconds by NASA’s NuSTAR telescope. With the 100m-telescope in Effelsberg near Bonn, Germany, the team discovered radio pulses from the same region with the same period. Additional observations were made in parallel and thereafter with the Jodrell Bank, Nancay and Very Large Array radio telescopes worldwide, while other groups studied PSR J1745-2900 using the ATCA, Parkes and Green Bank telescopes the ATCA results appear in this week’s journal of MNRAS (Shannon & Johnston).
Sgr A* is slowly swallowing the hot, ionized gas which surrounds it – a process called accretion. The accreted gas is also threaded by magnetic fields, which are dragged along with the gas and interact with the accretion process in a complicated fashion, regulating the amount of material accreted and potentially launching powerful plasma jets. Until now, the strength of these fields was very uncertain, hampering efforts to understand the accretion process.
The radio pulses from PSR J1745-2900 are strongly polarized much of the emitted radiation oscillates in a preferred plane. However, as the radiation traverses the magnetized material surrounding Sgr A*, the ‘Faraday effect’ changes the plane of polarization in a manner dependent on the wavelength of the radiation and the strength of the magnetic field. By observing PSR J1745-2900, the team were able to characterize the strength of the magnetic field in the immediate vicinity of Sgr A*. ‘It is amazing how much information we can extract from this single object’, said Deller.
Astronomers predict that there should be thousands of pulsars around the center of the Milky Way. Despite that, PSR J1745-2900 is the first pulsar discovered there. ‘Astronomers have searched for decades for a pulsar around the central black hole in our galaxy, without success. This discovery is an enormous breakthrough, but it remains a mystery why it has taken so long to find a pulsar there’, says Falcke.
This pulsar is too magnetically active and just a little too far away from the black hole to measure the subtle effects of Einstein’s General Relativity theory with great accuracy. However, with old pulsars, that are closer to the black hole and have a less variable rotation period, the theory can be tested. ‘If there is a young pulsar, there should also be many older ones we just have to find them’, agrees M. Kramer, director at the Max Planck Institute in Bonn which operates the Effelsberg telescope.
Additional high angular resolution follow-up observations of PSR J1745-2900 are now being undertaken to map its orbit around the super massive black hole. From this, scientists can determine the origin of the pulsar and, potentially, refine the estimate of the mass of the black hole.
Star’s loops around a giant black hole uphold Einstein’s predictions
After following a star’s motion around a black hole for nearly three decades, astronomers have found that the star’s orbit matches a key prediction of Albert Einstein’s general theory of relativity.
Over the course of 27 years, Reinhard Genzel at the Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Garching, Germany, and his collaborators used the European Southern Observatory’s increasingly precise instruments to track a star called S2, which makes a 16-year orbit around the Milky Way’s central black hole. They found that S2’s highly elongated trajectory does not retrace the same ellipse in each orbit, as Newton’s law of gravitation would suggest.
Instead, S2’s path undergoes a gradual shift, or precession, tracing a ‘flower’ pattern (pictured below) in the sky. The researchers’ findings also rule out the presence of multiple large masses, such as several large black holes, at the centre of the Milky Way.
The star named S2 (white dot, artist’s impression) traces a daisy-petal pattern around the black hole (black dot) at the centre of the Milky Way. Credit: L. Calçada/ESO
The team’s earlier studies of S2 showed that its light became redder as it sank deeper into the black hole’s gravitational well, and bluer as it orbited back out — another important effect of general relativity called gravitational redshift.
Astronomers Have Discovered a Star That Survived Nearly Being Swallowed by a Black Hole
When black holes swallow down massive amounts of matter from the space around them, they're not exactly subtle about it. They belch out tremendous flares of X-rays, generated by the material heating to intense temperatures as it's sucked towards the black hole, so bright we can detect them from Earth.
This is normal black hole behaviour. What isn't normal is for those X-ray flares to spew forth with clockwork regularity, a puzzling behaviour reported in 2019 from a supermassive black hole at the centre of a galaxy 250 million light-years away. Every nine hours, boom - X-ray flare.
After careful study, astronomer Andrew King of the University of Leicester in the UK identified a potential cause - a dead star that's endured its brush with a black hole, trapped on a nine-hour, elliptical orbit around it. Every close pass, or periastron, the black hole slurps up more of the star's material.
"This white dwarf is locked into an elliptical orbit close to the black hole, orbiting every nine hours," King explained back in April 2020.
"At its closest approach, about 15 times the radius of the black hole's event horizon, gas is pulled off the star into an accretion disk around the black hole, releasing X-rays, which the two spacecraft are detecting."
The black hole is the nucleus of a galaxy called GSN 069, and it's pretty lightweight as far as supermassive black holes go - only 400,000 times the mass of the Sun. Even so, it's active, surrounded by a hot disc of accretion material, feeding into and growing the black hole.
According to King's model, this black hole was just hanging out, doing its active accretion thing, when a red giant star - the final evolutionary stages of a Sun-like star - happened to wander a little too close.
The black hole promptly divested the star of its outer layers, speeding its evolution into a white dwarf, the dead core that remains once the star has exhausted its nuclear fuel (white dwarfs shine with residual heat, not the fusion processes of living stars).
But rather than continuing on its journey, the white dwarf was captured in orbit around the black hole, and continued to feed into it.
Based on the magnitude of the X-ray flares, and our understanding of the flares that are produced by black hole mass transfer, and the star's orbit, King was able to constrain the mass of the star, too. He calculated that the white dwarf is around 0.21 times the mass of the Sun.
While on the lighter end of the scale, that's a pretty standard mass for a white dwarf. And if we assume the star is a white dwarf, we can also infer - based on our understanding of other white dwarfs and stellar evolution - that the star is rich in helium, having long ago run out of hydrogen.
"It's remarkable to think that the orbit, mass and composition of a tiny star 250 million light years away could be inferred," King said.
Based on these parameters, he also predicted that the star's orbit wobbles slightly, like a spinning top losing speed. This wobble should repeat every two days or so, and we may even be able to detect it, if we observe the system for long enough.
This could be one mechanism whereby black holes grow more and more massive over time. But we'll need to study more such systems to confirm it, and they may not be easy to detect.
For one, GSN 069's black hole is lower mass, which means that the star can travel on a closer orbit. To survive a more massive black hole, a star would have to be on a much larger orbit, which means any periodicity in the feeding would be easier to miss. And if the star were to stray too close, the black hole would destroy it.
But the fact that one has been identified offers hope that it's not the only such system out there.
"In astronomical terms, this event is only visible to our current telescopes for a short time - about 2,000 years, so unless we were extraordinarily lucky to have caught this one, there may be many more that we are missing elsewhere in the Universe," King said.
As for the star's future, well, if nothing else is to change, the star will stay right where it is, orbiting the black hole, and continuing to be slowly stripped for billions of years. This will cause it to grow in size and decrease in density - white dwarfs are only a little bigger than Earth - until it's down to a planetary mass, maybe even eventually turning into a gas giant.
"It will try hard to get away, but there is no escape," King said. "The black hole will eat it more and more slowly, but never stop."
