|
Использование малых черных дыр для обнаружения больших
|
|
|
|
Международная команда астрофизиков при участии Цюрихского университета предлагает новый метод обнаружения пар крупнейших черных дыр, обнаруженных в центрах галактик, путем анализа гравитационных волн, генерируемых двойными группами близлежащих небольших звездных черных дыр. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
|
|
|
|
Происхождение сверхмассивных черных дыр, обнаруженных в центрах галактик, до сих пор остается одной из самых больших загадок в астрономии. Возможно, они всегда были массивными и образовались, когда Вселенная была еще очень молодой. С другой стороны, они могли увеличиваться с течением времени за счет аккреции вещества и других черных дыр. Когда сверхмассивная черная дыра собирается поглотить другую массивную черную дыру, это приводит к излучению гравитационных волн, которые представляют собой рябь в пространстве-времени, распространяющуюся по Вселенной.
|
|
|
|
Задача обнаружения массивных черных дыр
|
|
|
|
Недавно были обнаружены гравитационные волны, но только от небольших черных дыр, которые являются остатками звезд. Обнаружить сигналы от отдельных пар больших черных дыр по-прежнему невозможно, поскольку современные детекторы нечувствительны к очень низким частотам гравитационных волн, которые они излучают. Планируемые в будущем детекторы, такие как космическая миссия LISA под руководством ЕКА, частично исправят это, но об обнаружении наиболее массивных пар черных дыр по-прежнему не может быть и речи.
|
|
|
Используйте высокие частоты для измерения более низких частот
|
|
|
|
Международная команда астрофизиков, возглавляемая бывшими студентами Цюрихского университета, предлагает новую идею и новый метод обнаружения пар крупнейших черных дыр, обнаруженных в центрах галактик, путем анализа гравитационных волн, генерируемых двойными группами близлежащих небольших звездных черных дыр, которые являются остатками коллапсировавших звезд.
|
|
|
|
Этот подход, для которого потребуется детектор гравитационных волн частотой в децигц, позволил бы обнаружить крупнейшие двойные сверхмассивные черные дыры, которые в противном случае могли бы остаться недоступными.
|
|
|
|
"Наша идея в принципе работает как прослушивание радиоканала. Мы предлагаем использовать сигнал от пар маленьких черных дыр аналогично тому, как радиоволны передают сигнал. Сверхмассивные черные дыры - это музыка, которая закодирована в частотной модуляции (FM) обнаруженного сигнала", - сказал Якоб Стегманн, ведущий автор исследования, который начал эту работу в Цюрихском университете в качестве приглашенного студента и с тех пор перешел в Институт астрофизики Макса Планка в качестве постдокторского исследователя. парень.
|
|
|
|
"Новый аспект этой идеи заключается в использовании высоких частот, которые легко обнаружить, для исследования более низких частот, к которым мы пока не чувствительны".
|
|
|
|
Сигнал указывает на большие черные дыры.
|
|
|
|
Недавние результаты, полученные с помощью временных массивов пульсаров, уже подтверждают существование сливающихся двойных систем сверхмассивных черных дыр. Однако это свидетельство является косвенным и исходит из коллективного сигнала многих удаленных двоичных файлов, которые эффективно создают фоновый шум.
|
|
|
|
Предлагаемый метод обнаружения отдельных двойных сверхмассивных черных дыр использует едва заметные изменения, которые они вызывают в гравитационных волнах, излучаемых парой расположенных поблизости черных дыр с небольшой звездной массой. Таким образом, двойная система малых черных дыр эффективно работает как маяк, указывающий на существование более крупных черных дыр.
|
|
|
|
Обнаружив крошечные модуляции в сигналах от небольших двойных черных дыр, ученые, таким образом, смогли идентифицировать ранее скрытые двойные сверхмассивные черные дыры с массами, в 10-100 миллионов раз превышающими массу нашего Солнца, даже на огромных расстояниях.
|
|
|
|
Лусио Майер, соавтор исследования и специалист по теории черных дыр из Цюрихского университета, добавил: "Поскольку путь для космической антенны лазерного интерферометра (LISA) уже определен, после принятия ЕКА в январе прошлого года, сообществу необходимо оценить наилучшую стратегию для следующего поколения детекторов гравитационных волн, в частности, на какой диапазон частот они должны быть нацелены — исследования, подобные этому, дают сильную мотивацию для определения приоритетности конструкции детектора в децибелах Гц".
|
|
|
|
Источник
|
