Nəhəng qara dəliklər tapmaq üçün Günəş sistemimizin mərkəzindən başlayın

Dumanlı bir fonda mərkəzdə Yer, dalğalı xətlər və kiçik uclu borular olan İnternetə bənzər bir quruluş.

Rəssamın günəş kütləsindən milyardlarla qat daha çox olan qara dəlikləri tapmaq üçün istifadə etdiyi bir sistemdə istifadə edilən pulsarlar konsepsiyası. Başlamaq üçün ən yaxşı yer? Bir fikir, Günəş sistemimizin cazibə mərkəzindən istifadə etməkdir. David Champion vasitəsilə görüntü/Vanderbilt Universiteti.


Qara dəliklərcazibə qüvvəsi o qədər böyükdür ki, işıq qaça bilməz. Thekosmik zamanətrafdakı qara dəliklər əyilmişdir. Son onilliklərdə astronomlar ən böyük qara dəliklərin -super kütləviqara dəliklər - əksər qalaktikaların qəlbində yaşayır. Hər biri Günəşimizin kütləsindən milyonlarla və ya milyardlarla dəfə çoxdur. Ancaq bir çox supermassive qara dəlik aşkar edilməmiş qalır. Elm adamları onları necə tapa bilər? Daxil edincazibə dalğaları, Albert Einstein qədər nəzəriyyə edilən, ancaq 2015 -ci ildən bəri müşahidə edilən kosmosda dalğalanmalar. Astronomlar indi cazibə dalğalarının işığın işıq flaşlarının vaxtına təsirini müşahidə edərək çox böyük qara dəliklər tapa biləcəyimizi söyləyirlər.pulsarlar. Bu araşdırma apararkən, bu elm adamları cazibə mərkəzi haqqında məlumatlarımızı da inkişaf etdirdiklərini söyləyirlər - və yabarycenter- Günəş sistemimiz haqqında.

Yeni araşdırma gəlirStephen Taylor, Vanderbilt Universiteti və Qravitasiya Dalğaları üçün Şimali Amerika Nanohertz Rəsədxanasında fizika kafedrasının dosenti (NANOGrav) əməkdaşlıq. Taylor açıqlamasında bunları açıqladı:


Süd Yolu qalaktikasında müşahidə etdiyimiz pulsarlardan istifadə edərək ağının ortasında sakitlikdə oturan bir hörümçək kimi olmağa çalışırıq. Günəş sisteminin barycenterini nə qədər yaxşı başa düşdüyümüz, İnternetdəki ən kiçik səsi belə hiss etməyə çalışdığımız üçün çox vacibdir.

Çox böyük qara dəliklər tapmaq üçün bu yeni texnika idielan etdi30 İyun 2020 tarixində Vanderbilt Universiteti tərəfindən.

Thenəzərdən keçirilmiştapıntılarını izah edən kağız idinəşr olundudaxilindəAstrofizika jurnalıson 21 aprel.

Qravitasiya dalğaları-məkan-zaman dalğaları-bir-birinin ətrafında fırlanan qara dəlik cütləri tərəfindən yarana bilər. Bu dalğalanmaları tapmaq üçün Taylor və həmkarları pulsarlardan olan işıqların müntəzəm işıqlarını ölçürlərneytron ulduzlarıson dərəcə sürətli fırlanan və kosmik bir mayak kimi işıq şüalarını yayan. Tədqiqatçılar, NANOGrav məlumatlarından istifadə edərək bu flaşların gəliş nisbətində dəyişikliklər axtarırlar. Vaxtı mükəmməl saxlayan saatlar kimi, pulsarların da flaşlarını son dərəcə nizamlı bir şəkildə yaydıqları bilinir (buna görə də ilk dəfə kəşf edildikdə yadplanetlilərin süni siqnalları ola biləcəyi düşünülürdü). Pulsarın başqa cür müntəzəm yanıb -sönməsindən kiçik sapmalar cazibə dalğalarının keçdiyini göstərə bilər.




Günəş sisteminin planetləri mişar maşınının üzərində təsvir edilmişdir.

Yeni araşdırmaya görə, Günəş sisteminin tam cazibə mərkəzi - barycenter - günəşin ortasında deyil, günəşin səthindən təxminən 100 metr yüksəklikdədir. Görüntü Tonia Klein/ NANOGrav Fizika Sərhəd Mərkəzi/Vanderbilt Universiteti.

İçindəbəyanatBu elm adamlarından Taylor, dəqiq yerini başa düşdüyünü söylədibarycenterGünəş sistemi, çox böyük qara dəliklərdən cazibə dalğalarının axtarışına kömək edir. Barycenter tam olaraq nədir? Bəlkə də bilirsiniz-məsələn, Yer-ay sistemində olduğu kimi-Ay Yerin mərkəzində fırlanmır. Bunun əvəzinə, həm Yer, həm də Ay, sistemdəki barycenter və ya ümumi ağırlıq mərkəzi ətrafında fırlanır. Yer-ay sistemində, ağırlıq mərkəzi və ya barycenter, Yerin içərisindədir, ancaq Yerin mərkəzində deyil. Yerin mərkəzindən təxminən 4,671 km məsafədə və ya Yerin mərkəzindən səthinə gedən yolun təxminən 75% -ni təşkil edir.

Eyni şəkildə, günəş sistemimizdəki barycenter - və ya kütlə mərkəzi - günəşin ortasında deyil. Yeni araşdırmaya görə, Günəş səthinin yaxınlığındadır, Günəşin səthindən təxminən 330 fut (100 metr) yüksəkdir. Bu elm adamlarının bəyanatı bu nöqtəni 'Günəş sistemimizdə mütləq sakitliyin yeri' adlandırdı.

Günəş sisteminin tam cazibə mərkəzinin yerini öyrənmək elm adamlarının cazibə dalğalarının keçməsi nəticəsində yaranan pulsar flaşlarında çox kiçik, lakin aşkar edilə bilən dəyişiklikləri ölçməsinə kömək edir. Məlumatlardan istifadə edərək, bu yer əvvəllər hesablanmışdırDoppler izləmə. Bu, cisimlərin Günəş ətrafında fırlandıqları yerləri və traektoriyalarını təmin edir. Ancaq bu, əslində olmayan cazibə dalğalarının sübutlarını göstərən səhvlərə və tutarsız nəticələrə səbəb ola bilər. HəmmüəllifJoe Simondedi:


Kütlələrdəki və orbitdəki səhvlərin cazibə dalğaları kimi görünə biləcək pulsar zamanlı artefaktlara çevrilməsidir.

Arxa planda ulduzları olan iki kiçik qara kürəni əhatə edən mavi spirallər.

Bir -birinin ətrafında fırlanan iki qara dəliyin qravitasiya dalğalarının qrafik təsviri. Şəkil LIGO/ T. Pyle/Elm.

Başqa bir qara kürəni əhatə edən materialın qırmızı diskinə yerləşdirilmiş iki qara kürə.

Rəssamın 3 -cü supermassiv qara dəliyi əhatə edən diskdə 2 kiçik qara dəliyin birləşdiyi özünəməxsus bir qara dəlik sistemi anlayışı. Ən böyük qara dəlikləri tapmaq üçün tədqiqatçılar cazibə dalğalarından təsirləndiyi üçün pulsardan gələn işıq flaşlarının vaxtını ölçürlər. Şəkil vasitəsiləCaltech/ R. Hurt (IPAC).

Baş müəllifMichele Vallisneriəlavə etdi:


Günəş sistemi modelləri arasında cazibə dalğası axtarışlarımızda əhəmiyyətli bir şey aşkar etmədik, ancaq hesablamalarımızda böyük sistematik fərqlər əldə edirdik. Tipik olaraq, daha çox məlumat daha dəqiq bir nəticə verir, lakin hesablamalarımızda həmişə bir əvəz var idi.

Bəs tədqiqatçılar əvvəlki səhvləri və uyğunsuzluqları necə hesaba çəkirlər və cazibə dalğalarının aşkarlanmasının dəqiqliyini artırırlar? Günəş sisteminin cazibə dalğalarını və dəqiq cazibə mərkəzini axtararaq fərqli bir yanaşma sınamaq qərarına gəldilər. Və işlədi. Günəş sistemindəki ağırlıq mərkəzini 100 metrə qədər dəqiq müəyyən edə bildilər! Günəş sisteminin dəqiq cazibə mərkəzi, ehtimal edildiyi kimi, günəşin mərkəzində deyil. Əslində bu yalnız haqqında330 futKağıza görə günəş səthinin üstündə. Bu uyğunsuzluq ən böyük planet Yupiterin nəhəng kütləsinin təsiri ilə əlaqədardır. Taylor dedi:

Qalaktikaya səpələnmiş pulsarların dəqiq müşahidəsi, özümüzü kosmosda əvvəldən edə biləcəyimizdən daha yaxşı lokallaşdırdı. Bu yolla cazibə dalğalarını taparaq, digər təcrübələrə əlavə olaraq, kainatdakı hər cür qara dəliyin daha vahid bir görünüşünü əldə edirik.

Əlləri gülümsəyən adam keçdi.

Stephen Taylor, Vanderbilt Universitetində, yeni araşdırmanın həmmüəllifidir. Şəkil vasitəsiləVanderbilt Universiteti.

Cəmi bir neçə gün əvvəl belə idiməlumat veribAstronomlar ilk dəfə qara dəliyin birləşməsindən görünən işığı müşahidə etdilər. Bu sistemdə iki kiçik qara dəlik, 12,8 milyard supermassiv qara dəliyi əhatə edən bir materialın içində birləşir.işıq iliuzaqda Bu cür birləşmələr əvvəllər yaratdıqları qravitasiya dalğaları ilə təsbit edilmişdi, lakin ilk dəfə idi ki, alovlanmağa bənzər görünən işıq fenomeni də görüldü. İşıq, qara dəliklərin içərisindən deyil, daha böyük qara dəliyi əhatə edən materialın qazlı diskindən gəlir.

NANOGrav əlavə pulsar zamanlama məlumatlarını toplamağa davam edəcək və astronomlar bunun daha böyük qara dəliklərin birmənalı kəşfinə səbəb olacağına əmindirlər.

Aşağı xətt: Yeni bir araşdırma, ən böyük qara dəlikləri tapmağın ən yaxşı yolunun Günəş sisteminin dəqiq cazibə mərkəzindəki cazibə dalğalarını ölçmək olduğunu söyləyir.

Mənbə: Pulsar zamanlama sistemləri ilə möhkəm qravitasiya dalğası axtarışları üçün Günəş Sistemi Efemeridlərinin qeyri-müəyyənliklərinin modelləşdirilməsi

Vanderbilt Universiteti vasitəsilə