gov-civil-vilareal.ptКосмическо време се разклаща: За първи път астрономите виждат черна дупка, изяждаща неутронна звезда
>За първи път астрономите са открили най -страшното нещо във Вселената, което яде второто най -страшно нещо: черна дупка, поглъщаща неутронна звезда.
Това едновременно е един от най-готините и смразяващи гръбначния стълб резултати, за които съм писал. Сливането между тези два плътни типа обекти във Вселената създава a гозила експлозия, която обаче е напълно тъмна. Единственият начин да бъде открит, защото буквално разтърси тъканта на пространството -време .
Още по-добре? Астрономите откриха втори само десет дни по -късно.
Страшните събития бяха открити от сътрудничеството LIGO-Дева , съоръжения, предназначени за откриване гравитационни вълни , действителни вълни в тъканта на пространството -време. Айнщайн прогнозира, че тези вълни ще бъдат генерирани от ускоряване на всяка маса, но те са твърде ниско амплитудни и кашасти, за да бъдат открити, освен ако обектът не е масивен, плътен и твърдо ускорен.
Въпреки това, когато черните дупки или неутронните звезди се слеят, обекти, които са само на километри в диаметър, но с маса колкото звездите, се ускоряват един около друг със скорост на смазване на душата, достатъчна за създаване на остри гравитационни вълни. Тези вълни се разширяват навън със скоростта на светлината, но отслабват с разстоянието. Можем да ги открием от стотици милиони или милиарди светлинни години, но дотогава те са отслабили толкова много, че разтягането на пространството -време е изключително малко, поради което те са били предсказани преди век, но за първи път са били открити директно чак през 2015 г. ( Имам подробности за това първо важно откритие и как всичко това работи в статия от онова време).
606 значение на числото
Произведение, изобразяващо сливането на неутронна звезда (вдясно) с черна дупка (вляво). Кредит: Карл Нокс (OzGrav)
училище за рок Бродуей подходяща възраст
Десетки събития са наблюдавани оттогава, предимно двойки черни дупки се сливат, въпреки че сливанията на неутронни звезди са били наблюдавани и два пъти по -добре. Досега обаче не са виждани черни дупки, които изяждат неутронна звезда - всъщност в нашата галактика никога не е била открита двойна система от черна дупка/неутронна звезда!
Събитията са открити на 5 януари 2020 г. и 15 януари 2020 г. и се наричат съответно GW200105_162426 и GW200115_042309 ( GW за гравитационна вълна, а след това числата са за датата и часа на деня, когато са били открити). Първият (да го наречем GW200105) беше силен сигнал, но се виждаше ясно само в един от трите детектора (втори беше изключен по това време и се виждаше слабо само в третия). Вторият (GW200115) се наблюдава и при трите*.
Когато гравитационна вълна преминава през Земята, формата и силата на вълните ни казват много за системата, която ги е създала. И двете събития са статистически значими (което означава, че астрономите смятат, че са реални) и в двата случая масата на двата обекта се сливат са доста ниски.
Неутронната звезда е невероятно малка и плътна, опаковаща масата на Слънцето в топка само на няколко километра в диаметър. Това произведение на изкуството изобразява едно в сравнение с Манхатън. Кредит: Центърът за космически полети на Годард на НАСА
Двата компонента, които се слеха в GW200105, имаха маси от 8,9 и 1,9 пъти масата на Слънцето (с несигурност съответно около 1,3 и 0,3 пъти масата на Слънцето). Първият компонент е добре в територията на черните дупки - Мислим, че минималната маса за този тип черна дупка е около 2,8 пъти Слънчевата . Второто обаче е под тази граница, така че е почти сигурно неутронна звезда : невероятно плътно ядро на масивна звезда, след като звездата избухна като свръхнова. Сфера от неутроний (както се нарича тази материя) с размерите на гамбол ще тежи толкова, колкото всеки човек на Земята, взети заедно .
Същото важи и за второто събитие, GW 200115: Масите са 5,7 (± 2 или повече) и 1,5 (± 0,5 или повече) пъти тази на Слънцето. И отново, доста ясно черна дупка и неутронна звезда.
И двете системи започнаха живота си като две нормални, но масивни звезди, които обикалят една около друга. Едната вероятно е била около 20 пъти масата на Слънцето. Той премина през ядреното си гориво бързо, вероятно само за няколко милиона години. След това се разрасна в червена свръхгигантска звезда (като Антарес или Бетелгейзе). То беше толкова голямо, че вероятно поглъщаше или почти поглъщаше спътниковата звезда за кратко и тази втора звезда щеше да изтегли много маса от първата звезда, правейки я по -масивна.
След това първата звезда избухна, образувайки черна дупка. В крайна сметка и втората звезда избухна, образувайки неутронна звезда (или в зависимост от първоначалните маси и колко бързо едната губи материал за другата, можеше да е обратното). Така или иначе остана неутронна звезда, обикаляща около черна дупка.
пространството между нас медиите на здравия разум
Ако трета звезда беше в системата, тя можеше да изгони двамата извън баланса, като ги накара да се въртят по-близо една до друга. Или е възможно в продължение на милиарди години двете да излъчват слаби гравитационни вълни, докато обикалят, губейки енергия и бавно спираловидно. Така или иначе, в крайна сметка те се сближиха достатъчно и BANG. Черната дупка поглъща неутронната звезда.
Между другото, ако сте любопитни: Това, което остава след това събитие, е по -масивна и по -голяма черна дупка. Това е част от цялата работа на черна дупка: Влезте и вие вече сте част от черната дупка.
Орбиталната енергия на такава система точно преди този последен момент е трудна за разбиране. Два обекта с обща маса няколко пъти на Слънцето се въртят един около друг със скоростта почти на светлината. Тази енергия трябва да отиде някъде, когато двете се сливат. Това, където отива, е разтърсване на пространството -време.
Когато това се случи, част от масата на системата се преобразува директно в енергията на гравитационните вълни. Това е огромно количество енергия. В тези два нови случая нещо като половината маса на Слънцето се преобразува в енергия. Имайте предвид, че това става чрез уравнението E = mc^2, а скоростта на светлината на квадрат е много, много голямо число. Последните моменти продължиха само секунди, но количеството създадена енергия беше нещо като 1 00 квинтилиона пъти общата яркост на Слънцето (10двайсет) за същото време!
липсва ли му след раздялата
Но почти сигурно беше напълно тъмно. Изобщо не се излъчваше светлина (поне не се виждаше светкавица от телескопи и не се очакваше такава). Цялата енергия отива в гравитационни вълни. И двете събития бяха на около милиард светлинни години и на това огромно разстояние сигналите силно отслабнаха. Когато стигнаха тук, те едва бяха шепнели. Всъщност, честно казано, шепот близо до детекторите би предизвикал много по -голям сигнал от тези събития.
Сливания като тези са важни, защото всъщност не разбираме напълно как се образува система от черна дупка и неутронна звезда или как се развива с течение на времето. Само виждането на тези събития ни казва, че тези двоични системи съществуват - добро начало - а също и колко често се случват в нашия локален обем от пространство (от тях бихме очаквали да има приблизително едно сливане всяка седмица някъде в рамките на 2 милиарда светлинни години от нас). Ако бъдат открити повече, това ще помогне на астрономите да разберат как се държат тези масивни звездни двоични файлове.
Което е страхотно! Стига да са далеч. Този вид събитие е добре за мен, когато се случи в друга галактика. Дори по -близък би бил готин, за да получи по -добър сигнал и да може да го анализира по -добре. Но когато едно космическо чудовище изяде друго, колкото и невероятно и хладно да е, откривам, че нямам нищо против да имам кръвотечение от носа.
* През 2019 г. беше открито подобно събитие, при което масивна черна дупка се слива с вероятно най-малката черна дупка. Възможно е вторият обект да е изключително масивна неутронна звезда, но доста малко вероятно.
