Пара сверхмассивных черных дыр обнаружен на встречных курсах

Астрономы обнаружили далекую пара Титаник черные дыры во главе столкновения.

Масса каждой черной дыры составляет более 800 миллионов раз, что нашего Солнца. Как две постепенно становиться ближе друг к другу в смертельной спирали, они начнут посылая гравитационные волны, рябь в пространстве-времени. Эти космические пульсации присоединится к пока еще незаметного фонового шума гравитационных волн от других сверхмассивных черных дыр.

Еще до предназначенных столкновения, гравитационные волны, исходящие от пары сверхмассивная черная дыра карлик будет тем, ранее обнаруженные у слияния намного меньше черных дыр и нейтронных звезд.

«Сверхмассивных черных дыр произвести самый громкий гравитационных волн во Вселенной», — говорит соавтор открытия Кьяра Мингарелли, ассоциированный научный сотрудник Центра Института Флатирон по вычислительной астрофизике в Нью-Йорке. Гравитационных волн от сверхмассивных черных пар дыру «в миллионы раз громче, чем те, которые обнаружены ЛИГО».

Исследование проводилось под руководством Энди Голдинг, младший научный сотрудник Принстонского университета. Голдинг, Мингарелли и коллаборационистов из Принстона и американской военно-морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне, округ Колумбия, доклад открытие 10 июля в год.

Две сверхмассивные черные дыры особенно интересно, потому что они находятся примерно в 2,5 миллиарда световых лет от Земли. Поскольку глядя на удаленные объекты в астрономии, как, оглядываясь назад во времени, пара относятся к Вселенной 2,5 миллиарда лет моложе нашей. Так совпало, что примерно такое же количество времени астрономы подсчитали, черные дыры будут принимать, чтобы начать производить мощные гравитационные волны.

В современной Вселенной, черные дыры уже испускать эти волны, но даже со скоростью света волны не доходят до нас миллиарды лет. Дуэт, хотя по-прежнему полезны. Их открытие может помочь ученым оценить, сколько рядом сверхмассивные черные дыры излучают гравитационные волны, что мы могли бы обнаружить прямо сейчас.

Обнаружения гравитационно-волнового фона поможет устранить некоторые из самых больших неизвестных в астрономии, например, как часто галактики сольются и будет ли сверхмассивная черная дыра пары сливаются или застрять в почти бесконечную круговерть вокруг друг друга.

«Это большой позор для астрономии, что мы не знаем, если сверхмассивные черные дыры сольются», — говорит соавтор исследования Дженни Грин, профессор астрофизических наук Принстона. «Для всех черных дыр, экспериментально это давняя загадка, которую мы должны решить.»

Сверхмассивные черные дыры содержат миллионы или даже миллиарды солнц’ массового. Почти все галактики, включая Млечный Путь, содержат по крайней мере один из гигантов в своей основе. Когда галактики сливаются, их сверхмассивные черные дыры встречаются и начинают орбите друг друга. С течением времени, эта орбита сжимается газ и звезды пройти между черными дырами и крадут энергию.

После того, как сверхмассивные черные дыры подобраться достаточно близко, хотя эта энергия кражи всех, но останавливается. Некоторые теоретические исследования показывают, что тогда черные дыры ларьке около 1 парсека (примерно 3.2 световых лет) друг от друга. Это замедление длится почти бесконечно и называется последняя проблема парсек. В этом случае, только очень редкие группы из трех или более сверхмассивных черных дыр в результате слияния.

Астрономы не могут просто искать пары в тупик, потому что задолго до черных дыр 1 парсек друг от друга, они слишком близко, чтобы различать как два отдельных объекта. Кроме того, они не производят сильных гравитационных волн, пока они преодолевают финал-парсек барьер и сблизиться. (Наблюдал как они были в 2,5 миллиарда лет назад, новоиспеченный сверхмассивные черные дыры появляются около 430 парсеков друг от друга.)

Если последняя проблема парсек не существует, тогда астрономы ожидают, что Вселенная наполнена шум гравитационных волн от сверхмассивных черных пар отверстие. «Этот шум называется гравитационно-волновой фон, и это немного похоже на хаотичный хор сверчков в ночи», — говорит Голдинг. «Вы не можете различить одного сверчка от другого, но громкость шума поможет вам оценить, сколько сверчков там.» (Когда две сверхмассивные черные дыры, наконец, сталкиваются и объединяются, они рассылают громоподобный писк, который затмевает все остальные. Такое событие хотя и краткой и необычайно редкая, поэтому ученые не рассчитывают в ближайшее время обнаружить в любое время.)

Гравитационные волны, генерируемые сверхмассивные черные дыры пар в настоящее время за пределами частот, наблюдаемых в экспериментах, такие как LIGO и Virgo. Вместо этого, гравитационное охотники волна опираться на массивы специальной звезды назвали пульсарами, которые действуют как метрономы. Быстро вращающиеся звезды посылают радиоволны в постоянный ритм. Если проходящая гравитационная волна растягивает или сжимает пространство между Землей и пульсаром, ритм немного скинули.

Обнаружение гравитационных волн фоновом режиме, используя один из этих массивов таймингу пульсаров требует терпения и много наблюдаемых звезд. Единый пульсар ритм может быть нарушен только несколько сотен наносекунд более десяти лет. Чем громче шум, тем больше срывов сроков и рано первого обнаружения не будет.

Голдинг, Грина и других наблюдений астрономы команда обнаружила двух титанов с помощью космического телескопа «Хаббл». Хотя сверхмассивные черные дыры не видны непосредственно через оптический телескоп, их окружают яркие сгустки ярких звезд и теплого газа, попадающего в мощный гравитационный буксир. Для своего времени в истории галактики укрывательство новообретенной пары сверхмассивных черных дыры «- это в основном самые яркие галактики во Вселенной», — говорит Голдинг. Более того, ядро галактики-это стрельба из двух необычайно колоссальные столбы газа. После того, как исследователи указывали космического телескопа «Хаббл» в галактике, чтобы раскрыть истоки его эффектных газовых облаков, они обнаружили, что система содержит не один, а два массивных черных дыр.

Затем observationalists объединился с гравитационно-волновой физики Мингарелли и Принстонский аспирант Крис Пардо, чтобы интерпретировать в контексте гравитационно-волновой фон. Открытие обеспечивает опорную точку для оценки того, сколько пар сверхмассивных черных дыр в пределах расстояния обнаружения Земли. Предыдущие оценки основывались на компьютерных моделях, как часто галактики сливаются, а не фактические наблюдения сверхмассивных черных пар отверстие.

На основе выводов, Пардо и Мингарелли прогнозируют, что в оптимистическом сценарии насчитывается около 112 близлежащих сверхмассивных черных дыр, испускающих гравитационные волны. Поэтому первые обнаружения гравитационно-волнового фона от сверхмассивных черных дыр должна прийти в течение ближайших пяти лет или около того. Если такое определение не сделано, что могло бы стать доказательством, что последняя проблема парсек может быть непреодолимым. Группа в настоящее время рассматривает другие галактики, похожие на одно укрывательство новообретенной пары сверхмассивная черная дыра. Поиск дополнительных пар поможет им улучшить их прогнозы.