Scatena un nuovissimo buco nero a milioni di chilometri orari

Quindi il buco nero che si era appena formato dalla collisione di due buchi più piccoli nell’universo si è allontanato a una velocità di circa 5 milioni di chilometri orari.

I buchi neri “normali” si formano quando una stella massiccia esaurisce il carburante Quando la supernova esplode† Ma un tale buco nero non può diventare infinitamente pesante. Secondo gli astrofisici, il limite superiore si trova in un cratere con una massa di 45 volte la massa del nostro Sole. Tuttavia, sembrano esserci buchi più pesanti. Come sono arrivati, la domanda è? Forse perché i buchi neri delle stelle si fondono in buchi più pesanti, che a loro volta si fondono in buchi più massicci, e così via.

Ma poi, quei buchi non dovrebbero allontanarsi dal loro ambiente a un ritmo così rapido una volta che si sono formati. Ed è esattamente ciò che ha osservato il buco nero all’inizio del 2020 Vijay Pharma Dal Max Planck Institute for Gravitational Physics in Germania e colleghi della rivista scientifica Lettere di revisione fisica†

movimento troncato

Dal buco nero in questione, i rivelatori LIGO e Virgo hanno rilevato le onde gravitazionali il 29 gennaio 2020; Le vibrazioni nello spaziotempo si propagano attraverso l’universo alla velocità della luce. Le analisi hanno poi mostrato che queste onde gravitazionali indicano la presenza di due buchi neri che si fondono con ciò che gli astronomi chiamano di alto grado.

Cosa significa? Immagina i due buchi neri come due oggetti circolari che si muovono l’uno verso l’altro su un piano piatto. Gli assi di rotazione di entrambi i fori sono perpendicolari a quel piano? Quindi non c’è rotazione. Gli assi puntano nella direzione opposta? Poi c’è il propositivo.

In una tale fusione, spiega Varma via e-mail, i centri di massa dei due buchi neri iniziano a muoversi su e giù mentre i buchi si muovono l’uno verso l’altro. “Quando si fondono, quel movimento su e giù del centro di massa viene interrotto. Ciò conferisce al buco nero risultante una velocità. In breve, si applica quanto segue: maggiore è la velocità, maggiore è la forza del movimento verso il basso e maggiore è la velocità.” In questo caso, questa velocità risulta essere a enorme 5,5 milioni di chilometri orari.

Animazione di fusione di Vijay Varma e Max Esi:

Centinaia di simulazioni

Ma come si deduce dalle onde gravitazionali che esiste un’elevata precessione e che il buco nero risultante ha una certa velocità? “Determiniamo se c’è anticipazione confrontando il segnale osservato con l’onda gravitazionale prevista dal modello”, afferma Varma. “Cambiamo le masse e gli orientamenti degli assi dei buchi neri finché non troviamo l’onda più adatta”. Una volta determinato in questo modo con quale tipo di buco nero compatto avevi a che fare prima della collisione, puoi quindi utilizzare un altro modello per determinare la velocità del buco nero risultante dopo la collisione – velocità del calcio†

“Sono necessari modelli ben abbinati per tali procedure”, continua Varma. “Quindi devi fare simulazioni in cui ci sono equazioni La teoria della relatività generale di Einstein È risolto. I nostri modelli si basano su centinaia di tali simulazioni. Di conseguenza, catturano bene la fisica di base, che è fondamentale per determinare correttamente la velocità terminale”.

nuove particelle

Varma e i suoi colleghi hanno anche calcolato la possibilità che un buco nero a questa velocità potesse ancora far parte del gruppo di stelle a cui apparteneva originariamente. Se si trova nel cosiddetto ammasso globulare, questa possibilità è inferiore al mezzo percento (ovvero: uno su duecento). La possibilità è maggiore in un altro tipo di gruppo stellare – 7 percento – ma c’è anche il seguente: un buco nero che sfreccia attraverso l’universo così velocemente, forse lasciandosi alle spalle i suoi vicini. Ciò riduce la possibilità che in seguito si fonda con un altro buco nero della regione per formare un buco nero più massiccio.

Varma dice che ora non puoi trarre conclusioni generali da una singola osservazione. “Ma se fusioni come questa fossero la regola, i buchi neri più massicci che abbiamo visto finora potrebbero non essersi formati da una successione di fusioni”. Questo sarebbe interessante, perché ci deve essere qualcos’altro che causa la formazione di buchi neri così massicci. Ad esempio, alcuni teorici credono nuove particellePiace Assioni o fotoni scuri.

aspettare

Per ora, è importante determinare la velocità di più buchi neri generati dalle fusioni. Sfortunatamente, il Osservazioni delle onde gravitazionali finora Non posso aiutarti. “Abbiamo verificato tutto e solo con questo siamo stati in grado di aggiornarci”, afferma Varma. “Quindi dobbiamo aspettare e vedere”.