Simülasyon, erken evreni kaplayan devasa kara deliklerin olduğunu gösteriyor

Isaac Schultz

16 saat önce gönderildi: 24 Haz 2023, 14:10

Einstein tarafından ilk kez tahmin edilen yerçekimi dalgaları 2015’te tespit edildiğinden beri, astrofizikçiler yerçekimi dalgası arka planı – evreni katederken bu uzay-zaman dalgalarının kümülatif dalgaları – üzerinde kafa yoruyorlar.

Şimdi, arka plan avıyla ilişkili bir astrofizikçi, kara deliklerin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini açıklamaya yardımcı olabilecek eski süper kütleli kara deliklerin keşfi için bir model geliştirdi. Arama şuydu: yayınlanan Astrophysical Journal Letters’da.

Karadelikler -çevrelerinden ışığın bile kaçamayacağı kadar güçlü kütleçekimsel çekime sahip büyük, yoğun nesneler- bol miktarda bulunur. Yakın tarihli bir çalışma, gözlemlenebilir evrende 40 kentilyon kara deliğin pusuda beklediğini tahmin ediyor. nasıl büyüyorlar Süper kütleli kara delikler hala gizemini koruyor.

Yerçekimi dalgası duvar kağıdı yardımcı olabilir. Kara delikler ve nötron yıldızları gibi diğer büyük nesneler etkileşime girdiğinde, kozmik gemiyi sallarlar ve evrende dalgalanan yerçekimi dalgaları üretirler.

Bu dalgalar, aynalar ve lazer ışığı kullanarak bu neredeyse algılanamayan dalgalanmaları tespit eden Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO) gibi gözlemevleri tarafından Dünya’da yakalanır. LIGO-Virgo-KAGRA işbirliği, geliştirilmiş hassasiyetle geçen ay faaliyetlerine yeniden başladı.

Boulder’daki Colorado Üniversitesi’nde astrofizikçi ve üniversitelerden birinde çalışmanın yazarı olan Joseph Simon, “Kendi galaksimiz ve yakın galaksiler için süper kütleli kara deliklerin kütlelerinin iyi ölçümlerine zaten sahibiz” dedi. öğle yemeği. Uzak galaksiler için bu tür ölçümlere sahip değiliz. Sadece tahmin etmemiz gerekiyor.”

Son çalışmasında Simon, evrenin en büyük galaksilerinin yaklaşık kara delik kütlelerini hesapladı ve bu galaksilerin yaratabileceği arka plan yerçekimi dalgalarını modelledi.

Model, büyük galaksileri önceki çalışmalardan milyarlarca yıl önce tahmin ederek, eski kara deliklerin önceden tahmin edilenden daha hızlı büyümüş olabileceğini öne sürdü.

Bu kadar büyük galaksilere güç sağlamak için bu kara deliklerin çok büyük olması gerekirdi ve bu keşif, astrofizikçilerin kara deliklerin evrimi hakkındaki düşüncelerini değiştirecekti. Puan bir modelden gelir, bu nedenle gerçek dünya gözlemleri bunu netleştirmeye yardımcı olacaktır.

Kara delik evriminin rahatsız edici muamması, orta kütleli kara deliklerin nadirliğidir. Yıldız kütlelerinin kara delikleri düzenli olarak gözlemlenir, süper kütleli kara delikler (kütleleri Güneşimizin milyarlarca katıdır) galaksilerin merkezlerinde bulunur, ancak orta kütleli kara delikler … görünmez.

Süper kütleli kütle, kara deliklerin sınırı bile değildir. Samanyolu galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara delik Sagittarius A*, Güneşimizin dört milyon katı kütleye sahiptir. Ancak bu yılın başlarında, astrofizikçiler Güneş’in kütlesinin 30 milyar katı kütleye sahip bir kara delik keşfettiler ve onu “süper kütleli” bir kara delik olarak sınıflandırdılar. güneşimizin kütlesinin 10 milyar katından fazla, NASA’ya göre.

Görünür evrende sayısız kara delik var ama Çok küçük ve çok büyük nesneleri ayıran bir uçurumEski süper kütleli kara deliklerin kütlelerini doğru bir şekilde ölçmek, bu gizemli kompakt nesnelerin nasıl büyüdüğünü açıklamaya yardımcı olabilir.

Simon, “Evrende çok büyük şeylerin olduğunu çeşitli farklı kaynaklardan görmeye başlıyoruz,” dedi. Simon bir parçasıdır Kuzey Amerika Nanohertz Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (NANOGrav)yerçekimi dalgası arka planı arayan bir işbirliği.

Yerçekimi dalgaları, derin uzayda hızla dönen nesneler olan pulsarlardan Dünya merkezli gözlemevlerine ışığın geliş zamanlamasına göre aranır. Pulsarlar dönerken ışık yakarlar ve gökbilimcilerin onları kozmik fenerler olarak kullanmalarına izin verir (yerçekimi dalgası okyanusunun analojisini taşımak için). Pulsarlardan gelen ışık, yer tabanlı dedektörlere beklenenden farklı bir zamanda ulaştığında, uzay-zamandaki bozulmaların zamanlamalarını değiştirdiğini gösterir.

NANOGrav, pulsar zamanlama dizisinden alınan 12 yıllık verilere dayanarak, 2021’de yerçekimi dalgası arka planına ilk bakış gibi görünen bir sinyali duyurdu.

Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi’nden astronom ve bu bulguları açıklayan makalenin ortak yazarı Scott Ransom, “Sadece bu arka plan sinyalini görerek, evrenin tüm tarihi ve galaksilerin nasıl birleştiği ve etkileşime girdiği hakkında birçok bilgi edinebiliriz.” , o sırada Gizmodo’ya söyledi.

En iyisi henüz gelmedi. LISA adlı planlı bir uzay gözlemevi kısa süre önce görev yaşam döngüsünün A Aşamasını temizledi, bu da sonunda Dünya’dan havalanabileceği (ve güneş yörüngesine girebileceği) anlamına geliyor. İşbirliğinin sinir bozucu bilim adamlarından birine göre, çok daha yakın bir zaman ölçeğinde, NANOGrav İşbirliğinin paylaşacak haberleri var. 29 Haziran’da Duyuru.

Bu gönderiye yapılan yorumlar, haberin ne olduğuna dair coşkulu spekülasyonlarla dolu. Ne olursa olsun üstünü örteceğiz.