We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Die nuutste inligting oor swart gate met betrekking tot die vorming daarvan is dat aangesien ruimte en tyd na die oneindigheid by die geleentheidshorison gaan, niks vanuit 'n buite perspektief ooit in 'n swart gat gaan nie, en dat dit ook oneindig baie tyd neem vir die swart gat te vorm. Van buite die perspektief word geen swart gat ooit heeltemal afgehandel nie, en vanweë Hawking-straling sal elke swart gat verdamp voordat dit 'n swart gat word, en daar sal dus nooit 'n volledig gevormde swart gaatjie in wees nie. die heelal. Goed, geen probleem nie. Die vraag is, aangesien niks ooit in 'n swart gat kom nie, groei die swart gate eintlik in grootte (dit wil sê die gebeurtenishorison word groter), of is dit vir ewig beperk tot hul oorspronklike grootte (behalwe dat twee swart gate saamgevoeg word om 'n groter gebeurtenis te vorm) horison)?
Dit gaan nie oor die aangeleentheid wat tydens die gebeurtenishorison optree nie; dit is eintlik die probleem. In plaas daarvan om die EH oor te steek en die BH binne te gaan, lyk dit asof die materie op die EH beland en nooit ingaan nie. Die BH groei dus nooit, die EH word nooit groter as gevolg van die aanwas van materie nie.
Die buite-waarnemer is nie oneindig ver weg nie; dit is ruimte-tyd wat by die Event Horizon oneindig gaan. In werklikheid lyk dit of dit waar is dat hoe nader jy aan die EH kom, hoe verder weg jy is en hoe langer dit neem om daar te kom, en dit is oneindig ver weg in ruimte en tyd.
Goeie vraag. Ek word herinner aan Einstein se artikel uit 1939 oor 'n stilstaande stelsel met sferiese simmetrie wat uit baie swaartekragmassas bestaan. Hy het gesê “Dit is maklik om aan te toon dat beide ligstrale en materiaaldeeltjies oneindig lank neem (gemeet in" koördinaatstyd ") om die punt te bereik r = μ / 2". Dit sou voorstel dat swart gate nooit kan vorm nie, maar ons het bewyse van swart gate, sien die monitering van sterrebane rondom die massiewe swart gat in die Galactic Centre deur Gillesan et al uit 2008. So, wat gee dit?
Ek dink eerder die leidraad is in die oorspronklike "bevrore ster" swartgatkonsep. Sien die artikel van Robert Oppenheimer en Hartland Snyder uit 1939 oor voortgesette gravitasiekrimping. Kyk ook in die Physics Today-artikel van 1971 waarin die swart gat deur Remo Ruffini en John Wheeler bekendgestel is. Hulle het gesê in 'n sekere sin is die stelsel 'n bevrore ster, en in 'n ander sin is die stelsel glad nie gevries nie. Hulle het ook gesê “Volgens figuur 3 eindig die val van 'n toetsdeeltjie na 'n swart gat op r = 2m soos gesien deur 'n ver waarnemer. Die val eindig op r = 0 volgens iemand wat met die toetsmassa self val. Hoe kan twee verskillende weergawes van die waarheid verenigbaar wees? ' Hulle kan nie.
Sommige sou sê dat hierdie swartgat met bevrore sterre nie korrek kan wees nie, want niks gaan deur die gebeurtenishorison nie en daarom kan swart gate nie groei nie. Dit is immers min of meer wat Einstein gesê het. Maar dink in terme van 'n haelsteen. Stel jou voor dat jy 'n watermolekule is. U kom op die oppervlak van die haelsteen. U kan nie deur hierdie oppervlak beweeg nie. U word tans omring deur ander watermolekules en uiteindelik begrawe. Alhoewel u nie deur die oppervlak kan gaan nie, die oppervlak kan deur jou gaan. Die bevrore ster swart gat groei dus soos 'n haelsteen.
TL; DR kyk na die diagram aan die einde van die berig.
Volg die Beginsel van Relatiwiteit, die fisiese wette is oral en vir elke waarnemer dieselfde. Desondanks kan metings van waarnemers verskil, solank dit konsekwent is binne die reëls van algemene relatiwiteit. Verder beperk horisonne wat deur een of ander waarnemer gemeet kan word. Kom ons doen in hierdie gees 'n Gedankenexperiment:
Neem 'n ruimtetyd van die swart gaatjie van die rak: nie-draaiend, nie gelaai nie en sferies simmetries met 'n massa van $ M $. Voeg 'n bietjie materiaal by wat na die swart gat val: 'n dun dop gas om die sferiese simmetrie te behou (gas met baie lae digtheid, sodat ons verwarmings- en ander aanwasprosesse kan ignoreer). Laat ons 'n baken gooi wat die gasdop volg en die ligseine met konstante tussenposes uitstraal. Wat gebeur?
Vrylik dalende waarnemer
Dit is eintlik baie eenvoudig om in woorde te beskryf: alles val in die enkelheid (of enige vullishoop wat oorbly van al die ruimteskepe, ruimtevaarders, bakens en hipotetiese deeltjies wat ander fisici daar ingegooi het).
Die kromming van die ruimtetyd neem toe na die enkelheid en daar is geen ander kromming nie, behalwe die middel van die swart gat. Dit beteken dat die gas en die baken glad deur die gebeurtenishorison val en vanuit hul oogpunt is daar niks buitengewoons daaraan nie (afgesien van die uiterste swaartekrag-lens en die opvallende getykragte). Opmerklik genoeg bereik hulle die sentrale singulariteit in eindige tyd, dit wil sê die baken gee 'n eindige aantal seine voordat dit die enkelheid tref.
Buite waarnemer
U het 'n eksterne waarnemer op 'n vaste posisie gespesifiseer, maar gaan dan net na 'n vaste posisie wat so ver is dat ons dit oneindig ver kan noem. Dit is wiskundig gerieflik vir die beskrywing en een van die mees algemene waarnemers wat gekies word, omdat u die gravitasie van die swart gat nie meer voel nie en u daaglikse ruimtetydkoördinate presies die koördinate van die Schwarzschild-maatstaf is. Hierdie oneindigheid word slegs gerieflik benader en het niks te doen met die oneindigheid tydens die geleentheidshorison nie.
Hierdie buite-waarnemer sien hoe die gas na die swart gat val. Hoe nader dit aan die gebeurtenishorison kom, hoe meer lyk dit of dit vertraag en hoe flouer word dit. Die rede is dat die lig meer en meer tyd nodig het om die swaartekragput van die swart gat te verlaat. Lig wat presies tydens die geleentheidshorison uitgestraal word, sal oneindig lank benodig om hierdie waarnemer te bereik. Die seine wat die baken uitstraal voordat dit die gebeurtenishorison oorsteek (op sy eie regte tyd van die vry valende waarnemer) word al hoe langer tot in die oneindigheid gerek en die totale aantal seine wat die waarnemer ooit kan meet, is nog eindig. Eintlik kan die lewe van die baken verdeel word in 'n waarneembare en 'n onwaarneembare deel. Die waarneembare deel word tot in die oneindigheid gestrek sodat ons sê dat die baken stadiger word.
Om te sê dat lig langer duur, is nie heeltemal korrek nie en op een of ander manier soortgelyk aan die feit dat daar meer ruimte is omdat die snelheid van die lig konstant is. Dit word korrek beskryf deur die Schwarzschild-koördinate, wat 'n singulariteit te koördineer by die geleentheidshorison. Hierdie singulariteit is nie intrinsiek tot die ruimtetyd nie (nie 'n kromming-enkelvoud nie), maar spruit voort uit die keuse van hierdie koördinaatstelsel.
Hierdie beskrywing is ewe geldig en beskryf die korrekte fisiese gedrag, net soos die waarnemer wat vrylik val. Die oënskynlike paradoks van hierdie twee verskillende waarnemings kan opgeklaar word deur 'n noukeurige blik op die transformasie tussen die waarnemers, soos baie ander vermeende paradoksas uit spesiale relatiwiteit.
Groei die geleentheidshorison
Nou kom ons by die kern van die vraag: die verandering van die gebeurtenishorison. Die swart gat het 'n geleentheidshorison op $$ R_1 = frac {2 G M} {c ^ 2}. $$ Daar is 'n tweede radius van Schwarzschild van die massa van die oorspronklike swart gat $ M $ gekombineer met die totale gasmassa $ m $: $$ R_2 = frac {2 G (M + m)} {c ^ 2}> R_1. $$ Die buite-waarnemer sien die gas benader die horison van die buite-gebeurtenis $ R_2 $. Om te sien waarom, verander na die vry valende waarnemer en kyk wat gebeur met die lig wat deur die baken uitstraal wanneer dit die horison van die buitenste gebeurtenis verbygaan.
Die uitbreiding van die Schwarzschild-radius van $ R_1 $ tot $ R_2 $ is nie iets wat u van die gasskyf self sien nie. Maar, ander goedjies wat voorheen ingeval het, is verduister! Stel u voor 'n roekelose ruimtevaarder wat die swart gat binnegedring het voordat ons ons gasdop gelanseer het. Vanaf ons uitkykpunt sien ons hoe hy of sy die gebeurtenishorison $ R_1 $ benader. Maar op 'n stadium is die gasdop so naby die ou gebeurtenishorison, dat die nuwe buite-horison sommige van die lig wat ons voorheen kon bereik het om te ontsnap, belemmer. Die beeld van die ruimtevaarder verdwyn steeds nie heeltemal nie; u kan net minder tyd van die ruimtevaarder sien.
Dit kan makliker grafies verklaar word, dus het ek 'n skets gemaak. Dit is in Schwarzschild-koördinate en die belangrikste kenmerk is dat die ligkegel toegaan en na die enkelheid kantel, hoe nader jy aan die gebeurtenishorison kom. Presies by die gebeurtenishorison is die ligkegel nie goed gedefinieër nie.
Lig van die ruimtevaarder wat by punt A uitgestraal word, is vir ons sigbaar, maar vertraag deur die gasdop. Lig wat uitgestraal word deur lig wat by punt B uitgestraal word, is uiters vertraag en is naby aan die beperkende geval van watter oomblik tot in die oneindigheid gerek sal word. Lig vanaf punt C kon ons bereik het sonder die bykomende massa, maar nou word dit gebind deur die bykomende massa.
Ek dink nie daar is 'n baie mooi beskrywing van hoe die lig vanaf punt C binne-in die swart gat beland nie, want die koordinaat-singulariteit is nie meer op 'n vaste punt nie en oplossings vir nie-vakuum-swartgate is in elk geval lastig.
Daarbenewens kon u die gaskanaal net vir altyd sien, as daar nooit weer enige ander saak sou val en dit kon verberg nie. Die haelsteen-analogie in die antwoord van John Duffield illustreer hierdie gedrag van die gebeurtenishorison wat groei deur die aangroeiende saak redelik mooi deur te gee.
Wetenskaplikes het gemotiveer oor hoe groot swart gate groei
Swart gate was lankal kosmiese raaisels, net soos navorsing die afgelope dekade lig gewerp het op die grootste van hierdie donker voorwerpe en hoe materie daarin stort.
Wetenskaplikes sê die vele oorblywende raaisels sluit in hoe die grootste swart gate met die aanbreek van die heelal gebore is en hoe swart gate die lot van sterrestelsels kan help vorm.
"Die hele veld van 'massiewe swart gate in sterrestelsels' het die afgelope twaalf jaar regtig vanself ontwikkel, en dit is nou een van die warmste in die sterrekunde," het Marta Volonteri, 'n astrofisikus aan die Institute of Astrophysics in Parys, aan SPACE gesê. .com. Volonteri is die skrywer van 'n studie oor die evolusie van die grootste swart gate wat in die tydskrif Science op 3 Augustus verskyn het.
Swaartekragte het swaartekragtrekkings so kragtig dat niks kan ontsnap nie, nie eers lig nie. Sterrekundiges het die moontlikheid van swart gate in 1783 begin oordink, en wetenskaplikes het Einstein se algemene relatiwiteitsteorie gebruik om swart gate in 1916 te voorspel.
Sterrekundiges weet van twee 'geure' van swart gate: 'ster-massa', wat tot 'n paar dosyn keer die massa van die aarde se son is, en 'massief', wat miljarde kere kan wees as die massa van die son en byna die massa van al die sterre in die hele Melkwegstelsel. Dit is bekend dat swart gate van sterremassa die oorblyfsels van dooie sterre is, maar dit bly 'n raaisel hoe die veel massiewer swart gate gevorm het. [Foto's: Black Holes of the Universe]
Die eerste groot swart gate
Een van die gewildste teorieë oor die vorming van massiewe swart gate verbind dit met die eerste generasie sterre. Onlangse simulasies dui egter daarop dat hierdie sterre nie meer as 'n paar dosyn keer die massa van die son was nie, het Volonteri gesê? te klein om die massa van die grootste swart gate maklik te bereik.
In 'n alternatiewe scenario word voorgestel dat massiewe swart gate van sterre tot 1 miljoen keer die sonmassa is wat ontstaan het uit gas wat vinnig opgebou het oor minder as ongeveer 2 miljoen jaar. 'N Ander model dui daarop dat die pitte van massiewe swart gate gebore is uit digte sterretrosse in die sentrums van sterrestelsels wat saamgevoeg het tot sterre tot 'n paar duisend keer die sonmassa, wat weer ineengestort het om swart gate te skep.
Vreemd genoeg, het sterrekundiges onlangs ontdek dat daar in die kosmos minder as 'n miljard jaar oud swart gate in sonmassa bestaan. Wetenskaplikes probeer nie bevredigend verduidelik hoe sulke massiewe swart gate so vroeg in die geskiedenis van die heelal kon gevorm het nie.
Na 'n sekere punt wat bekend staan as die Eddington-limiet, moet die energie wat vrygestel word deur materie wat na 'n swart gat jaag, die vloei van die swart gat stop, en beperk hoe groot dit kan groei. Alhoewel dit moontlik is dat swart gate in minder as 'n miljard jaar na die oerknal in die vorm van 'n massa van die sonmassa kon ontstaan, moet alle kans gunstig wees vir die swart gat, dus net gelukkige swart gate kan dit haal, 'het Volonteri gesê.
Wetenskaplikes ondersoek nou of swart gate die Eddington-limiet kan oorkom en teen die sogenaamde super-Eddington-koers kan groei. "Dit sal die groei van swart gate vergemaklik," het Volonteri gesê.
Swart gate en hul sterrestelsels
Dit bly 'n baie besproke vraag of hierdie massiewe swart gate oorheers hoe hul sterrestelsels groei, of andersom. Miskien verander die energie wat hierdie swart gate vrystel, die algehele evolusie van galaktiese strukture, of dalk bepaal sterrestelsels hoeveel gas in hierdie swart gate val en reguleer dit hoe groot dit groei. 'N Ander moontlikheid is dat massiewe swart gate en hul sterrestelsels simbioties ontwikkel.
In die volgende paar jaar kan 'n verskeidenheid teleskope hierdie vraag help beantwoord deur swart gate in verskillende golflengtes van lig beter te sien, van radio, infrarooi en sigbare lig tot X-strale en gammastrale, het Volonteri gesê.
Dit is moeilik om die evolusie van massiewe swart gate te bestudeer, want dit neem soveel tyd om te ontwikkel. Die swart gate in swartmassa kan egter help om hul groter neefs te werp, aangesien hulle op menslike toeganklike tydskale ontwikkel en omdat soveel as 100 miljoen swartmassa's in die Melkweg versprei kan wees.
Sterre-massa swart gate word dikwels gekoppel aan normale sterre in stelsels wat bekend staan as X-straal-binaries. In die afgelope dekade het X-straalobservatoriums wetenskaplikes gehelp om baie te leer oor hoe swart gate in swartmassa materiaal van hul maatsterre trek. Hierdie bevindings help astrofisici om te verstaan hoe massiewe swart gate dieselfde ding doen, het die medeskrywer van die studie, Rob Fender, aan die Universiteit van Southampton in Engeland gesê.
X-straalbinaries kan blykbaar helder uitbarstings uitstraal wat maande tot jare duur. Navorsers vermoed dat die temperatuur van die skyf materie wat in swart gate toeneem, styg namate die massa daarvan groei en uiteindelik die waterstof binne ioniseer. Dit verhoog die viskositeit van materiaal in die aanwasskyf, wat dit makliker maak om te vertraag en in die swart gat te sleep. Hierdie verhoogde stormloop van materie na die swart gat is blykbaar die oorsaak van die uitbarstings van hierdie stelsels. Uiteindelik word die vloei van materie na die swart gat vertraag namate die aanwasskyf leeg raak, wat die skyf laat afkoel en die siklus weer laat terugstel.
Hierdie siklus van aktiwiteite wat gesien word met swartmassagate in X-straal-binaries, bied insig in die vorming en krag van die strale en bars gesien vanuit massiewe swart gate. Hierdie titaniese aktiwiteit stel energie vry wat hul omliggende sterrestelsels vorm.
Onlangs is 'n aanwas-skyf opgespoor wat styf om 'n massiewe swart gat draai en blykbaar die oorblyfsel van 'n ster wat te naby gedwaal het. Opvallend genoeg lyk dit asof hierdie materiaal baie naby die swart gat se gebeurtenishorison is, die grens waaraan niks ontsnap nie. "Deur seine uit hierdie materiaal te ontleed, kan ons die voorspellings van Einstein se teorie van algemene relatiwiteit toets, wat nogal opwindend is," het Rubens Reis, 'n astrofisikus aan die Universiteit van Michigan, gesê, wat 'n ander studie in dieselfde uitgawe van Science geskryf het.
Astronomiekursus by Cornell teken die verband tussen swart gate en rasswartheid
& # 8220Konvensionele wysheid wil hê dat die & # 8216 swart & # 8217; in swart gate niks met ras te doen het nie. & # 8221
- Deel hierdie storie
- Parler
- Gab
- MeWe
- E-pos
- Digg
- Druk
- Buffer
- Sak
- Blogger
- Yahoo Mail
- Viber
- Skype
- Facebook Messenger
- Kopieer skakel
- Deel hierdie storie
- Digg
- Druk
- Buffer
- Sak
- Blogger
- Yahoo Mail
- Viber
- Skype
- Facebook Messenger
- Kopieer skakel
As u 'n student was en dit in u sterrekunde-klas sou gebeur, hoe sou u nie kon uitbars van die lag nie?
Swart gate is gekoppel aan 'rasseswartheid', sê Cornell U Course
'N Sterrekunde-kursus aan die gesogte Cornell Universiteit, wat besorg is oor rassisme in die heelal, nie net die planeet Aarde nie, het die doodlose vraag gevra: "Is daar 'n verband tussen die kosmos en die idee van rasseswartheid?"
Soos die befaamde skrywer Heather Mac Donald, wat al talle boeke geskryf het, waaronder "The War on Cops", skryf in City Journal, merk die kursus, getiteld "Black Holes: Race and the Cosmos", op in die katalogusbeskrywing dat "konvensionele wysheid" beweer dat die '' swart 'in swart gate niks met ras te doen het nie,' maar professor in sterrekunde Nicholas Battaglia en professor in vergelykende literatuur Parisa Vaziri suggereer dat die waarheid anders kan wees.
Die katalogusbeskrywing lui:
Konvensionele wysheid wil hê dat die 'swart' in swart gate niks met ras te doen het nie. Daar kan sekerlik geen verband wees tussen die kosmos en die idee van rasseswartheid nie. Kan daar? Teoretici, kunstenaars, fiksieskrywers van hedendaagse swart studies stel so 'n verband implisiet en eksplisiet voor. Teoretici gebruik astronomiebegrippe soos "swart gate" en "gebeurtenishorisonne" om die geskiedenis van ras op kreatiewe wyse te interpreteer, terwyl kunstenaars en musikante swartheid toor deur kosmologiese temas en beelde. Hierdie kursus word saamgeleer deur professore in Vergelykende Letterkunde en Sterrekunde, en sal studente kennis maak met die grondbeginsels van sterrekundige konsepte deur middel van voorlesings in Swartstudies. Tekste kan werke van teoretici soos Michelle Wright en Denise Ferreira da Silva, skrywers soos Octavia Butler en Nalo Hopkinson, musiek van Sun Ra, Outkast en Janelle Monáe insluit. Astronomie-konsepte sal die elektromagnetiese spektrum, sterre-evolusie en algemene relatiwiteit insluit.
Supermassiewe swart gate groei vinniger as wat verwag is
In 'n verrassing dui nuwe data aan dat supermassiewe swart gate in die harte van reuse sterrestelsels vinniger groei as die tempo van sterrevorming in hul gasheerstelsels. Beeld: NASA / CXC Nuwe studies met die NASA & # 8217s Chandra X-Ray Observatory, die Hubble-ruimteteleskoop en ander sterrewagte dui aan dat supermassiewe swart gate baie vinniger groei as die tempo van die vorming van sterre in die massiewe sterrestelsels wat hulle huisves.
Vroeëre waarnemings het gelei dat sterrekundiges glo dat die tempo van galaktiese stervorming en die groei van supermassiewe swart gate, dié met miljoene tot miljarde kere die massa van die son, saamgetrek het.
Maar data van Chandra, Hubble en ander teleskope toon dat die swart gate wat in die harte van massiewe sterrestelsels skuil, baie vinniger groei as dié in minder massiewe sterwerms. In werklikheid is die verhouding tussen 'n supermassiewe swartgat en die groei van sterre in die gasheerstelsel ongeveer tien keer hoër in sterrestelsels met 100 miljard sonmassas in vergelyking met sterrestelsels met ongeveer 10 miljard sonmassas.
& # 8220Ons probeer 'n wedren rekonstrueer wat miljarde jare gelede begin het, & # 8221; Guang Yang, 'n navorser aan die Pennsylvania State University, wat een van die twee studies oor swartgatgroeikoerse gelei het, het in 'n vrylating van Chandra gesê. & # 8220Ons gebruik buitengewone data wat uit verskillende teleskope geneem is om uit te vind hoe hierdie kosmiese kompetisie ontvou het. & # 8221
Die medeskrywer Niel Brandt, ook van Penn State, het gesê: & # 8220 'n Vanselfsprekende vraag is waarom? Miskien is massiewe sterrestelsels meer effektief om koue gas aan hul sentrale supermassiewe swart gate te voer as minder massiewe. & # 8221
Yang, Brandt en hul kollegas het swart gate in sterrestelsels op 'n afstand van 4,3 tot 12,2 miljard ligjare bestudeer. 'N Tweede groep navorsers het onafhanklik van dieselfde gevolgtrekking gekom om 72 sterrestelsels in trosse tot ongeveer 3,5 miljard ligjare van die aarde te bestudeer, met behulp van 'n gevestigde verband tussen die massa van 'n swart gat en die X-straal- en radio-uitstoot.
& # 8220Ons het swart gate gevind wat baie groter is as wat ons verwag het, & # 8221 het Mar Mezcua, van die Institut of Space Sciences in Spanje, gesê. & # 8220Miskien het hulle 'n voorsprong gekry in hierdie wedloop om te groei, of miskien het hulle 'n voorsprong gehad in groeisnelheid wat miljarde jare geduur het. & # 8221
Daar word geskat dat byna die helfte van die swart gate in hul steekproef minstens 10 miljard keer die massa van die son is en dit in die gewigsklas & # 8220ultramassive & # 8221 geplaas het.
Astronomiekursus by Cornell teken die verband tussen swart gate en rasswartheid
& # 8220Konvensionele wysheid wil hê dat die & # 8216 swart & # 8217 in swart gate niks met ras te doen het nie. & # 8221
- Deel hierdie storie
- Parler
- Gab
- MeWe
- E-pos
- Digg
- Druk
- Buffer
- Sak
- Blogger
- Yahoo Mail
- Viber
- Skype
- Facebook Messenger
- Kopieer skakel
- Deel hierdie storie
- Digg
- Druk
- Buffer
- Sak
- Blogger
- Yahoo Mail
- Viber
- Skype
- Facebook Messenger
- Kopieer skakel
As u 'n student was en dit in u sterrekunde-klas sou gebeur, hoe sou u nie kon uitbars van die lag nie?
Swart gate is gekoppel aan 'rasseswartheid', sê Cornell U Course
'N Sterrekunde-kursus aan die gesogte Cornell Universiteit, wat besorg is oor rassisme in die heelal, nie net die planeet Aarde nie, het die doodlose vraag gevra: "Is daar 'n verband tussen die kosmos en die idee van rasseswartheid?"
Soos die befaamde skrywer Heather Mac Donald, wat al talle boeke geskryf het, waaronder "The War on Cops", skryf in City Journal, merk die kursus, getiteld "Black Holes: Race and the Cosmos", op in die katalogusbeskrywing dat "konvensionele wysheid" beweer dat die '' swart 'in swart gate niks met ras te doen het nie,' maar professor in astronomie Nicholas Battaglia en professor in vergelykende literatuur Parisa Vaziri suggereer dat die waarheid anders kan wees.
Die katalogusbeskrywing lui:
Konvensionele wysheid wil hê dat die 'swart' in swart gate niks met ras te doen het nie. Daar kan sekerlik geen verband wees tussen die kosmos en die idee van rasseswartheid nie. Kan daar? Teoretici, kunstenaars, fiksieskrywers van hedendaagse swart studies stel so 'n verband implisiet en eksplisiet voor. Teoretici gebruik astronomiebegrippe soos "swart gate" en "gebeurtenishorisonne" om die geskiedenis van ras op kreatiewe wyse te interpreteer, terwyl kunstenaars en musikante swartheid toor deur kosmologiese temas en beelde. Hierdie kursus word saamgeleer deur professore in Vergelykende Letterkunde en Sterrekunde, en sal studente kennis maak met die grondbeginsels van sterrekundige konsepte deur middel van voorlesings in Swartstudies. Tekste kan werk van teoretici soos Michelle Wright en Denise Ferreira da Silva, skrywers soos Octavia Butler en Nalo Hopkinson, musiek van Sun Ra, Outkast en Janelle Monáe insluit. Astronomie-konsepte sal die elektromagnetiese spektrum, sterre-evolusie en algemene relatiwiteit insluit.
Hoe het supermassiewe swart gate so vinnig gegroei?
Swart gate in die vroeë heelal vorm 'n bietjie probleem. Op grond van waarnemings van teleskope op aarde en in die ruimte, weet ons dat sommige swart gate net een miljard jaar na die oerknal 'n miljard keer die massa van die son geword het. Ons huidige modelle van groei in swart gate kan egter nie hierdie groeispoed verklaar nie. Hoe het hierdie supermassiewe swart gate ontstaan?
Dit is 'n probleem wat sterrekundiges lank reeds teister. Ons huidige begrip dui daarop dat slegs sogenaamde intermediêre massa swart gate tot 100 000 keer die massa van ons son in hierdie tyd kon kon groei. En hoewel verskillende teorieë voorgestel word vir hierdie vinnige vroeë groei in swart gate, bly die antwoord ontwykend.
"Dit is steeds 'n groot probleem in die astrofisika," het dr. John Regan, 'n astrofisikus van die Dublin City University, Ierland, gesê.
Swart gate vorm nadat 'n massiewe ster se brandstof op is, soms as gevolg van 'n supernova en ander kere sonder 'n supernova, wat die scenario vir direkte ineenstorting genoem word. Sodra 'n ster geen brandstof meer het om te verbrand nie, kan dit nie meer sy massa dra nie en stort dit in duie. As die massa van die ster groot genoeg was, sal dit ineenstort in 'n voorwerp met 'n geweldige swaartekrag waaruit niks, nie eers lig nie, kan ontsnap - 'n swart gat.
Namate die swart gat geleidelik meer en meer stof en gas in die omgewing trek, kan dit in grootte groei en uiteindelik die reuse-verhoudings van 'n supermassiewe swart gat bereik, soos die eerste wat ooit in April 2019 opgestel is. Wetenskaplikes ondersoek nou of supermassiewe swart gate kon gevorm word uit supermassiewe sterre wat ineengestort het om groot 'saad'-swart gate te vorm, wat hulle 'n voorsprong in hul groei gegee het.
Dr. Regan het 'n projek genaamd SmartStars gekoördineer, wat een van die magtigste superrekenaars in Ierland, ICHEC, gebruik het om te modelleer hoe superreusagtige sterre die sade vir supermassiewe swart gate kan bied. Die span wou kyk of hierdie sterre die vinnige groei van supermassiewe swart gate kan verklaar, wat ons vandag in die middel van byna elke sterrestelsel sien.
Hulle het gevind dat sulke sterre binne 200 miljoen jaar na die oerknal tot 250 000 keer die massa van die son kon groei - 'n tergende resultaat. Selfs superrekenaars het egter hul beperkings. Die navorsers kon net die toekoms van sulke sterre vir 'n miljoen jaar modelleer, maar die modellering moet 800 miljoen jaar dek om te sien of hierdie sterre regtig die sade van supermassiewe swart gate kan wees.
"Dit is regtig 'n uitstekende beginpunt," het dr. Regan gesê. "In die volgende generasie superrekenaars kan ons die simulasies al hoe verder bring."
Ander teorieë oor hoe hierdie swart gate so vinnig gegroei het, is dat 'n klein fraksie swart gate teen ongelooflike snelhede gegroei het, of dat kleiner swart gate saamgevoeg het tot 'n supermassiewe swart gat.
Dr Muhammad Latif, 'n astrofisikus aan die Verenigde Arabiese Emirate Universiteit in Abu Dhabi, stem saam met dr Regan dat die supermassiewe ster-model tans ons beste teorie is. Dr. Latif was die hoofondersoeker vir die FIRSTBH-projek wat, net soos SmartStars, die aanneemlikheid van die supermassiewe ster-model ondersoek het deur simulasies op 'n superrekenaar in Frankryk te gebruik.
Sy projek, wat by CNRS in Frankryk uitgevoer is, het getoon dat supermassiewe sterre honderdduisende kere as ons son se swart gate kon produseer. "Ons het gevind dat hierdie metode basies uitvoerbaar is," het dr. Latif gesê en verduidelik dat hierdie aanvanklike saad swart gate groot genoeg is om die groei van supermassiewe swart gate van 'n miljard sonmassas binne 'n klein tydsverloop te kan verantwoord.
Dit vereis egter dat toestande in die vroeë heelal net reg moes wees vir die vorming van hierdie swart gate. Groot hoeveelhede materiaal wat van waterstof en helium gemaak is, is nodig om genoeg massiewe saadgate te vorm om supermassiewe swart gate te produseer, wat moontlik blyk te wees.
Maar ander onverklaarbare faktore beteken dat dit steeds 'n ope vraag is. Die saad-swartgate sal byvoorbeeld materie moet aantrek teen 'n tempo van minstens 0,1 sonmassas per jaar, en op die oomblik is dit nie duidelik of dit moontlik is nie.
Verskeie sterrewagte stel ons al in staat om met groot detail swart gate in die vroeë heelal te ondersoek. In Oktober 2019 het sterrekundiges aangekondig dat hulle die Atacama Large Millimeter / Submillimetre Array (ALMA) in Chili gebruik het om 'n dik ring stof en gas rondom 'n supermassiewe swart gat in 'n verre sterrestelsel te vind. Met twee gasstrome wat in teenoorgestelde rigtings draai, word gedink dat hierdie ring die supermassiewe swart gat met genoeg materiaal kon gevoer het om dit vinnig te laat groei.
Voorheen, in Augustus 2019, het die Chandra X-ray Observatory van NASA daarin geslaag om 'n sogenaamde 'bedekte' swart gat te sien groei, toe die heelal net 6% van sy huidige ouderdom was. 'N Dikke gaswolk verberg die swart gat en die gevolglike kwasar, 'n helder gebied van oorverhitte materiaal wat dit omring, maar Chandra kon dit raaksien deur X-strale uit die wolk te sien kom.
Toekomstige teleskope sal egter waarskynlik nodig wees om die vinnige groei van supermassiewe swart gate nog meer in detail te bestudeer. Alhoewel ons byvoorbeeld die bestaan van saad swart gate kan voorspel, kan ons dit nog nie sien nie. NASA se opkomende James Webb-ruimteteleskoop (JWST), wat van stapel gestuur word in 2021, kan moontlik die onontdekte swart swart gate raaksien.
Die Europese ruimteagentskap se gevorderde teleskoop vir hoë-energie-astrofisika (ATHENA), wat intussen in 2031 gelanseer moet word, behoort ons 'n beter begrip te gee van hoe supermassiewe swart gate ontstaan.
"Mense is baie hoopvol dat ons 'n beter beeld sal kry met die ATHENA-missie," het dr. Latif gesê. En miskien sal ons binnekort uiteindelik weet hoe hierdie groot voorwerpe binne so 'n kort tydjie so groot geword het.
"Dit is soos om kleuterskool toe te gaan en 'n baba van sewe voet lank te vind," het dr. Latif bygevoeg.
Hoe swart gate groei
2 April 2012 - 'n Studie onder leiding van 'n astrofisikus van die Universiteit van Utah het 'n nuwe verklaring gevind vir die groei van supermassiewe swart gate in die middel van die meeste sterrestelsels: hulle neem herhaaldelik enkele sterre vas en sluk dit uit paar sterre wat te naby dwaal.
Met behulp van nuwe berekeninge en vorige waarnemings van ons eie Melkweg en ander sterrestelsels, "het ons gevind dat swart gate geweldig groei as gevolg van die inname van gevange binêre ster-vennote," sê professor Ben Bromley, fisika en sterrekunde, hoofskrywer van die studie, wat opgestel vir aanlynpublikasie op 2 April Astrofisiese joernaalbriewe.
"Ek glo dat dit die dominante metode moet wees om supermassiewe swart gate te kweek," voeg hy by. 'Daar is twee maniere om 'n supermassiewe swart gat te laat groei: met gaswolke en met sterre. Soms is daar gas en soms nie. Ons weet dit uit waarnemings van ander sterrestelsels. Maar daar is altyd sterre. ”
"Ons meganisme is 'n doeltreffende manier om 'n ster na 'n swart gat te bring," sê Bromley. 'Dit is regtig moeilik om 'n enkele ster op 'n swart gat te rig. Dit is baie makliker om 'n binêre daarop te gooi, 'net soos dit moeiliker is om 'n teiken te tref met 'n slingervel, wat 'n enkele klip gooi, as met 'n bola, wat twee gewigte met 'n koord verbind.
'N Binêre paar sterre wat om mekaar wentel' is in wese 'n enkele voorwerp wat baie groter is as die grootte van die individuele sterre, dus sal dit doeltreffender met die swart gat in wisselwerking tree ', verduidelik hy. "Die binêre hoef nie naastenby so naby te kom vir een van die sterre om weggeruk en gevang te word nie."
Maar om die teorie te bewys, sal meer kragtige teleskope nodig wees om drie sleuteltekens te vind: groot aantal klein sterre wat naby supermassiewe swart gate vasgevang word, meer waarnemings van sterre wat deur swaartekrag "versnipper" word van swart gate, en 'n groot aantal "hipersnelheidsterre" word meer as 1 miljoen km / h uit sterrestelsels geslinger as hul binêre vennote vasgevang word.
Bromley, a University of Utah astrophysicist, did the study with astronomers Scott Kenyon, Margaret Geller and Warren Brown, all of the Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Mass. The study was funded by both institutions.
What Does a Supermassive Black Hole Eat: Gas or Stars?
Black holes are objects in space so dense that not even light can escape their gravity, although powerful jets of light and energy can be emitted from a black hole’s vicinity as gas and stars are sucked into it.
Small black holes result from the collapse of individual stars. But the centers of most galaxies, including our own Milky Way, are occupied by what are popularly known as “supermassive” black holes that contain mass ranging from 1 million to 10 billion stars the size of our sun.
Astrophysicists long have debated how supermassive black holes grew during the 14 billion years since the universe began in a great expansion of matter and energy named the Big Bang. One side believes black holes grow larger mainly by sucking in vast amounts of gas the other side says they grow primarily by capturing and sucking in stars.
Just last month, other researchers published a theory that a black hole sucks in “food” by tipping its “plates” – two tilted gas disks colliding as they orbit the black hole – in a way that makes the speeding gas slow down so the black hole can swallow it.
Bromley says that theory overcomes a key problem: gas flows into black holes inefficiently. “But are misaligned gas disks common enough to be important for black hole growth?” he asks. “It’s fair to say that gas contributes to the growth of black holes, but it is still uncertain how.”
The new theory about binary stars – a pair of stars that orbit each other – arose from Bromley’s earlier research to explain hypervelocity stars, which have been observed leaving our Milky Way galaxy at speeds ranging from 1.1 million to 1.8 million mph, compared with the roughly 350,000 mph speed of most stars.
Munching Binaries: One is Captured, One Speeds Away
“The hypervelocity stars we see come from binary stars that stray close to the galaxy’s massive black hole,” he says. “The hole peels off one binary partner, while the other partner – the hypervelocity star – gets flung out in a gravitational slingshot.”
“We put the numbers together for observed hypervelocity stars and other evidence, and found that the rate of binary encounters [with our galaxy’s supermassive black hole] would mean most of the mass of the galaxy’s black hole came from binary stars,” Bromley says. “We estimated these interactions for supermassive black holes in other galaxies and found that they too can grow to billions of solar masses in this way.”
As many as half of all stars are in binary pairs, so they are plentiful in the Milky Way and other galaxies, he adds. But the study assumed conservatively that only 10 percent of stars exist in binary pairs.
The new study looked at each step in the process of a supermassive black hole eating binary stars, and calculated what would be required for the process to work in terms of the rates at which hypervelocity stars are produced, binary partners are captured, the captured stars are bound to the black hole in elongated orbits and then sucked into it.
The scientists then compared the results with actual observations of supermassive black holes, stars clustering near them and “tidal disruption events” in which black holes in other galaxies are seen to shred stars while pulling them into the hole.
“It fits together, and it works,” Bromley says. “When we look at observations of how stars are accumulating in our galactic center, it’s clear that much of the mass of the black hole likely came from binary stars that were torn apart.”
He refers to the process of a supermassive black hole capturing stars from binary pairs as “filling the bathtub.” Once the tub – the area near the black hole – is occupied by a cluster of captured stars, they go “down the drain” into the black hole over millions of years. His study shows the “tub” fills at about the same rate it drains, meaning stars captured by a supermassive black hole eventually are swallowed.
The study’s key conclusions:
- The theory accurately predicts the rate (one every 1,000 to 100,000 years) at which hypervelocity stars are observed leaving our galaxy and at which stars are captured into the star cluster seen near our galaxy’s supermassive black hole.
- The rate of “tidal disruption events,” which are stars being shredded and pulled into supermassive black holes in other galaxies, also matches what the theory predicts, based on the limited number seen since they first were observed in the early 2000s. That rate also is one every 1,000 to 100,000 years.
- The calculations show how the theory’s rate of binary capture and consumption can explain how the Milky Way’s supermassive black hole has at least doubled to quadrupled in mass during the past 5 billion to 10 billion years.
When the researchers considered the number of stars near the Milky Way’s center, their speed and the odds they will encounter the supermassive black hole, they estimated that one binary star will be torn apart every 1,000 years by the hole’s gravity.
During the last 10 billion years, that would mean the Milky Way’s supermassive black hole ate 10 million solar masses – more than enough to account for the hole’s actual size of 4 million solar masses.
“We found a wide range of black hole masses can be explained by this process,” Bromley says.
Confirmation of the theory must await more powerful orbiting and ground-based telescopes. To confirm the theory, such telescopes should find many more stars in the cluster near the Milky Way’s supermassive black hole (we now see only the brightest ones), a certain rate of hypervelocity stars in southern skies, and more observations of stars being shredded in other galaxies.
Black holes stunt growth of dwarf galaxies
Astronomers at the University of California, Riverside, have discovered that powerful winds driven by supermassive black holes in the centers of dwarf galaxies have a significant impact on the evolution of these galaxies by suppressing star formation.
Dwarf galaxies are small galaxies that contain between 100 million to a few billion stars. In contrast, the Milky Way has 200-400 billion stars. Dwarf galaxies are the most abundant galaxy type in the universe and often orbit larger galaxies.
The team of three astronomers was surprised by the strength of the detected winds.
"We expected we would need observations with much higher resolution and sensitivity, and we had planned on obtaining these as a follow-up to our initial observations," said Gabriela Canalizo, a professor of physics and astronomy at UC Riverside, who led the research team. "But we could see the signs strongly and clearly in the initial observations. The winds were stronger than we had anticipated."
Canalizo explained that astronomers have suspected for the past couple of decades that supermassive black holes at the centers of large galaxies can have a profound influence on the way large galaxies grow and age.
"Our findings now indicate that their effect can be just as dramatic, if not more dramatic, in dwarf galaxies in the universe," she said.
Study results appear in The Astrofisiese joernaal.
The researchers, who also include Laura V. Sales, an assistant professor of physics and astronomy and Christina M. Manzano-King, a doctoral student in Canalizo's lab, used a portion of the data from the Sloan Digital Sky Survey, which maps more than 35% of the sky, to identify 50 dwarf galaxies, 29 of which showed signs of being associated with black holes in their centers. Six of these 29 galaxies showed evidence of winds -- specifically, high-velocity ionized gas outflows -- emanating from their active black holes.
"Using the Keck telescopes in Hawaii, we were able to not only detect, but also measure specific properties of these winds, such as their kinematics, distribution, and power source -- the first time this has been done," Canalizo said. "We found some evidence that these winds may be changing the rate at which the galaxies are able to form stars."
Manzano-King, the first author of the research paper, explained that many unanswered questions about galaxy evolution can be understood by studying dwarf galaxies.
"Larger galaxies often form when dwarf galaxies merge together," she said. "Dwarf galaxies are, therefore, useful in understanding how galaxies evolve. Dwarf galaxies are small because after they formed, they somehow avoided merging with other galaxies. Thus, they serve as fossils by revealing what the environment of the early universe was like. Dwarf galaxies are the smallest galaxies in which we are directly seeing winds -- gas flows up to 1,000 kilometers per second -- for the first time."
Manzano-King explained that as material falls into a black hole, it heats up due to friction and strong gravitational fields and releases radiative energy. This energy pushes ambient gas outward from the center of the galaxy into intergalactic space.
"What's interesting is that these winds are being pushed out by active black holes in the six dwarf galaxies rather than by stellar processes such as supernovae," she said. "Typically, winds driven by stellar processes are common in dwarf galaxies and constitute the dominant process for regulating the amount of gas available in dwarf galaxies for forming stars."
Astronomers suspect that when wind emanating from a black hole is pushed out, it compresses the gas ahead of the wind, which can increase star formation. But if all the wind gets expelled from the galaxy's center, gas becomes unavailable and star formation could decrease. The latter appears to be what is occurring in the six dwarf galaxies the researchers identified.
"In these six cases, the wind has a negative impact on star formation," Sales said. "Theoretical models for the formation and evolution of galaxies have not included the impact of black holes in dwarf galaxies. We are seeing evidence, however, of a suppression of star formation in these galaxies. Our findings show that galaxy formation models must include black holes as important, if not dominant, regulators of star formation in dwarf galaxies."
Next, the researchers plan to study the mass and momentum of gas outflows in dwarf galaxies.
"This would better inform theorists who rely on such data to build models," Manzano-King said. "These models, in turn, teach observational astronomers just how the winds affect dwarf galaxies. We also plan to do a systematic search in a larger sample of the Sloan Digital Sky Survey to identify dwarf galaxies with outflows originating in active black holes."
The research was funded by the National Science Foundation, NASA, and the Hellman Foundation. Data was obtained at the W. M. Keck Observatory, and made possible by financial support from the W. M. Keck Foundation.
Black Holes Lead Galaxy Growth, New Research Shows
Astronomers may have solved a cosmic chicken-and-egg problem -- the question of which formed first in the early Universe -- galaxies or the supermassive black holes seen at their cores.
"It looks like the black holes came first. The evidence is piling up," said Chris Carilli, of the National Radio Astronomy Observatory (NRAO). Carilli outlined the conclusions from recent research done by an international team studying conditions in the first billion years of the Universe's history in a lecture presented to the American Astronomical Society's meeting in Long Beach, California.
Earlier studies of galaxies and their central black holes in the nearby Universe revealed an intriguing linkage between the masses of the black holes and of the central "bulges" of stars and gas in the galaxies. The ratio of the black hole and the bulge mass is nearly the same for a wide range of galactic sizes and ages. For central black holes from a few million to many billions of times the mass of our Sun, the black hole's mass is about one one-thousandth of the mass of the surrounding galactic bulge.
"This constant ratio indicates that the black hole and the bulge affect each others' growth in some sort of interactive relationship," said Dominik Riechers, of Caltech. "The big question has been whether one grows before the other or if they grow together, maintaining their mass ratio throughout the entire process."
In the past few years, scientists have used the National Science Foundation's Very Large Array radio telescope and the Plateau de Bure Interferometer in France to peer far back in the 13.7 billion-year history of the Universe, to the dawn of the first galaxies.
"We finally have been able to measure black-hole and bulge masses in several galaxies seen as they were in the first billion years after the Big Bang, and the evidence suggests that the constant ratio seen nearby may not hold in the early Universe. The black holes in these young galaxies are much more massive compared to the bulges than those seen in the nearby Universe," said Fabian Walter of the Max-Planck Institute for Astronomy (MPIfA) in Germany.
"The implication is that the black holes started growing first."
The next challenge is to figure out how the black hole and the bulge affect each others' growth. "We don't know what mechanism is at work here, and why, at some point in the process, the 'standard' ratio between the masses is established," Riechers said.
New telescopes now under construction will be key tools for unraveling this mystery, Carilli explained. "The Expanded Very Large Array (EVLA) and the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) will give us dramatic improvements in sensitivity and the resolving power to image the gas in these galaxies on the small scales required to make detailed studies of their dynamics," he said.
"To understand how the Universe got to be the way it is today, we must understand how the first stars and galaxies were formed when the Universe was young. With the new observatories we'll have in the next few years, we'll have the opportunity to learn important details from the era when the Universe was only a toddler compared to today's adult," Carilli said.
Carilli, Riechers and Walter worked with Frank Bertoldi of Bonn University Karl Menten of MPIfR and Pierre Cox and Roberto Neri of the Insitute for Millimeter Radio Astronomy (IRAM) in France.
Copyright © 2009 Associated Universities, Inc.
The National Radio Astronomy Observatory is a facility of the National Science Foundation operated under cooperative agreement by Associated Universities, Inc.
Record-breaking Signal Reveals New Population of Black Holes
By: Govert Schilling September 2, 2020 
5
Get Articles like this sent to your inbox
Gravitational-wave observatories have detected the most massive black hole merger yet, and it’s challenging our ideas of black hole formation.
N. Fischer / H. Pfeiffer / A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics) / Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) Collaboration
A brief burst of spacetime ripples, registered on May 21, 2019 at 03:02:29 UT by the American LIGO and the European Virgo gravitational-wave detectors, confirms the existence of intermediate-mass black holes. It also provides astrophysicists with new insights on the growth of these cosmic gluttons.
“This is hugely exciting,” says black hole researcher Jenny Greene (Princeton).
GW190521, as the 0.1-second signal has been catalogued, was produced some 7 billion years ago, when two “stellar-mass” black holes in a remote galaxy collided and merged into a 142-solar-mass behemoth – by far the heaviest black hole ever found via gravitational waves. The discovery suggests that black holes can grow through successive mergers, maybe all the way up to the supermassive ones found in the cores of galaxies.
The very short duration and the low frequency (about 60 hertz) of the gravitational-wave signal left some wiggle room for other, even more exotic explanations, but the most likely cause is an extremely massive black hole merger, says Virgo collaboration member Chris Van Den Broeck (University of Utrecht, The Netherlands). A detailed analysis of the signal, published September 2nd in Fisiese oorsigbriewe, reveals that the two colliding black holes weighed in at unprecedented masses, 66 and 85 times the Sun, respectively.
Spacetime ripples from the most massive binary black hole collision ever observed
Deborah Ferguson / Karan Jani / Deirdre Shoemaker / Pablo Laguna / Georgia Tech / MAYA Collaboration
According to astrophysical wisdom, supernova explosions cannot produce black holes with masses between 65 and 120 solar masses. The progenitor stars would have to be between 130 and 200 solar masses or so, but such heavyweights would suffer from a process called pair instability, which blows the star apart without leaving anything behind.
So in the case of GW190521, at least the 85-solar-mass black hole (and possibly the 66-solar-mass one as well) must have formed in a different way — perhaps through an earlier merger event. “Getting an 85-solar-mass black hole is not straightforward, and this could suggest hierarchical merging in a dense environment, like a globular cluster,” says Jay Strader (Michigan State University), an expert on globulars.
The gravitational wave event not only marks the first-ever discovery of a black hole in the so-called pair instability mass gap. The end result of the merger is also the first reliable detection of a black hole with more than 100 solar masses, says Luis Ho (Peking University, China): “These are the long-sought seeds needed to build supermassive black holes.”
This graphic shows the masses of black holes detected through electromagnetic observations (purple), black holes measured by gravitational-wave observations (blue), neutron stars measured with electromagnetic observations (yellow), and neutron stars detected through gravitational waves (orange). GW190521 is highlighted in the middle of the graphic as the merger of two black holes that produced a remnant that is the most massive black hole observed yet in gravitational waves.
LIGO-Virgo / Northwestern U. / Frank Elavsky & Aaron Geller
Intermediate-mass black holes (IMBHs) fill the gap between stellar-mass black holes produced by supernova explosions and the supermassive black holes found in galaxy cores, which can contain the mass of millions or billions of Suns. According to a report published simultaneously in Die astrofisiese joernaalbriewe, GW190521 confirms that IMBHs can form through the merger of two less massive black holes — and that IMBHs might indeed be the missing link in supermassive black hole formation.
However, Strader points out that the hierarchical merging scenario for the formation of supermassive black holes is not without its problems: According to simulations, the merger product is typically ejected from the dense environment where successive mergers could occur. “My guess is that GW190521-like objects are not related to supermassive black hole formation, which probably needs to start with more massive seeds, or with growth primarily from gas accretion rather than mergers,” he says.
Greene, who recently wrote a comprehensive paper on intermediate-mass black holes together with Strader and Ho in Annual Reviews, agrees that all seed formation mechanisms have challenges. “No chance we will be lucky enough that almal IMBHs could be formed via one process,” she says. “That said, if we can determine that a series of black hole mergers can work, we have learned something very important.”
Future gravitational wave detectors, such as the proposed Einstein Telescope from Europe and the Cosmic Explorer from the U.S., will be able to observe the merger formation of even more massive black holes between 200 and 1,000 times the mass of the Sun — something that LIGO and Virgo cannot do because of their limited frequency coverage, says Van Den Broeck. Eventually, astronomers may be able to study the birth and evolution of intermediate-mass black holes throughout the history of the universe.
Sky & amp Teleskoop contributing editor Govert Schilling is the author of Ripples in Spacetime.
