gov-civil-vilareal.ptΧρόνος τρέμει: Για πρώτη φορά, οι αστρονόμοι βλέπουν μια μαύρη τρύπα να τρώει ένα αστέρι νετρονίων
>Για πρώτη φορά, οι αστρονόμοι εντόπισαν το πιο τρομακτικό πράγμα στο Σύμπαν που τρώει το δεύτερο πιο τρομακτικό πράγμα: Μια μαύρη τρύπα που καταβροχθίζει ένα αστέρι νετρονίων.
Αυτό είναι ταυτόχρονα ένα από τα πιο cool και πιο ψυχρά αποτελέσματα της έρευνας για τα οποία έχω γράψει ποτέ. Μια συγχώνευση μεταξύ αυτών των δύο πιο πυκνών τύπων αντικειμένων στο Σύμπαν δημιουργεί ένα κολοσσιαίος έκρηξη, ακόμα μια εντελώς σκοτεινή. Ο μόνος τρόπος που ανιχνεύθηκε επειδή κούνησε κυριολεκτικά το ύφασμα του χωροχρόνου .
τι συμβαδίζει με την βαθμολογία των Kardashians
Ακόμη καλύτερα? Οι αστρονόμοι εντόπισαν ένα δεύτερο μόλις δέκα ημέρες αργότερα.
Τα τρομακτικά γεγονότα βρέθηκαν από τη συνεργασία LIGO-Virgo , εγκαταστάσεις σχεδιασμένες για ανίχνευση βαρυτικά κύματα , πραγματικοί κυματισμοί στο ύφασμα του χωροχρόνου. Ο Αϊνστάιν προέβλεψε ότι αυτά τα κύματα θα δημιουργούνταν από οποιαδήποτε επιτάχυνση μάζας, αλλά είναι πολύ χαμηλού πλάτους και αφρώδη για να ανιχνευθούν, εκτός εάν το αντικείμενο είναι μαζικό, πυκνό και επιταχυνόμενο σκληρά.
Ωστόσο, όταν συγχωνεύονται μαύρες τρύπες ή αστέρια νετρονίων, αντικείμενα που έχουν απλώς χιλιόμετρα πλάτος αλλά μάζα όσο τα αστέρια επιταχύνονται το ένα γύρω από το άλλο με ρυθμούς συντριβής ψυχής, αρκετά για να δημιουργήσουν αιχμηρά βαρυτικά κύματα. Αυτά τα κύματα διαστέλλονται προς τα έξω με την ταχύτητα του φωτός, αλλά εξασθενούν με την απόσταση. Μπορούμε να τους εντοπίσουμε από εκατοντάδες εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, αλλά μέχρι τότε έχουν αποδυναμωθεί τόσο πολύ, η έκταση του χωροχρόνου είναι εξαιρετικά μικρή, γι 'αυτό και είχαν προβλεφθεί πριν από έναν αιώνα, αλλά δεν είχαν εντοπιστεί για πρώτη φορά μέχρι το 2015 ( Έχω λεπτομέρειες για εκείνη την πρώτη σημαντική ανακάλυψη και πώς λειτουργεί όλο αυτό σε ένα άρθρο από εκείνη την εποχή).
Έργα τέχνης που απεικονίζουν τη συγχώνευση ενός αστέρα νετρονίων (δεξιά) με μια μαύρη τρύπα (αριστερά). Πίστωση: Καρλ Νοξ (OzGrav)
Δεκάδες γεγονότα έχουν παρατηρηθεί από τότε, κυρίως ζεύγη μαύρων οπών που συγχωνεύονται, αν και συγχωνεύσεις αστέρων νετρονίων έχουν παρατηρηθεί δύο φορές επίσης. Μέχρι τώρα, όμως, καμία μαύρη τρύπα δεν έχει δει ποτέ να τρώει ένα αστέρι νετρονίων - στην πραγματικότητα, κανένα δυαδικό σύστημα μαύρης τρύπας/αστέρα νετρονίων δεν έχει εντοπιστεί ποτέ στον γαλαξία μας!
Τα συμβάντα εντοπίστηκαν στις 5 Ιανουαρίου 2020 και στις 15 Ιανουαρίου 2020 και ονομάζονται GW200105_162426 και GW200115_042309 αντίστοιχα ( GW για βαρυτικό κύμα, και στη συνέχεια οι αριθμοί είναι για την ημερομηνία και την ώρα της ημέρας που εντοπίστηκαν). Ο πρώτος (ας τον ονομάσουμε GW200105) ήταν ένα ισχυρό σήμα, αλλά φαινόταν καθαρά μόνο σε έναν από τους τρεις ανιχνευτές (ένας δεύτερος ήταν απενεργοποιημένος τότε, και φαινόταν ασθενώς μόνο στον τρίτο). Το δεύτερο (GW200115) εμφανίστηκε και στα τρία*.
Μου λείπει ο πρώην φίλος μου και τον θέλω πίσω
Όταν ένα βαρυτικό κύμα διέρχεται από τη Γη, το σχήμα και η δύναμη των κυμάτων μας λένε πολλά για το σύστημα που τα δημιούργησε. Και τα δύο γεγονότα ήταν στατιστικά σημαντικά (που σημαίνει ότι οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι είναι πραγματικά) και στις δύο περιπτώσεις οι μάζες των δύο αντικειμένων που συγχωνεύθηκαν ήταν αρκετά χαμηλές.
Ένα αστέρι νετρονίων είναι απίστευτα μικρό και πυκνό, γεμίζοντας τη μάζα του Sunλιου σε μια μπάλα μόλις λίγων χιλιομέτρων πλάτους. Αυτό το έργο τέχνης απεικονίζει ένα σε σύγκριση με το Μανχάταν. Πίστωση: Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA
Τα δύο συστατικά που συγχωνεύθηκαν στο GW200105 είχαν μάζες 8,9 και 1,9 φορές τη μάζα του Sunλιου (με αβεβαιότητες περίπου 1,3 και 0,3 φορές τη μάζα του Sunλιου, αντίστοιχα). Το πρώτο συστατικό είναι καλά στο έδαφος της μαύρης τρύπας - η ελάχιστη μάζα για αυτόν τον τύπο μαύρης τρύπας, νομίζουμε, είναι περίπου 2,8 φορές του Sunλιου . Το δεύτερο, αν και είναι κάτω από αυτό το όριο, έτσι είναι σχεδόν σίγουρο ένα αστέρι νετρονίων : Ο απίστευτα πυκνό πυρήνα ενός τεράστιου αστέρα αφού το αστέρι έχει εκραγεί ως σουπερνόβα. Μια σφαίρα νετρονίου (όπως ονομάζεται αυτή η ύλη) το μέγεθος μιας τσίχλας θα ζύγιζε όσο κάθε άνθρωπος στη Γη μαζί .
Το ίδιο ισχύει και για το δεύτερο γεγονός, GW 200115: Οι μάζες είναι 5,7 (± 2 περίπου) και 1,5 (±, 5,5 περίπου) φορές μεγαλύτερο από αυτόν του Sunλιου. Έτσι και πάλι, σαφώς μια μαύρη τρύπα και ένα αστέρι νετρονίων.
Και τα δύο συστήματα ξεκίνησαν τη ζωή ως δύο κανονικά αλλά τεράστια αστέρια που περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο. Το ένα ήταν πιθανότατα 20 φορές η μάζα του Sunλιου. Διέσχισε τα πυρηνικά του καύσιμα γρήγορα, πιθανώς σε λίγα εκατομμύρια χρόνια. Στη συνέχεια διογκώθηκε σε ένα κόκκινο υπεργίγαν αστέρι (όπως ο Antares ή ο Betelgeuse). Ταν τόσο μεγάλο που πιθανότατα να συντρίψει ή να καταβροχθίσει για λίγο το αστέρι -σύντροφο, και αυτό το δεύτερο αστέρι θα είχε τραβήξει μεγάλη μάζα από το πρώτο αστέρι, καθιστώντας τον εαυτό του πιο μαζικό.
Το πρώτο άστρο στη συνέχεια έσκασε, σχηματίζοντας μια μαύρη τρύπα. Τελικά, το δεύτερο αστέρι εξερράγη επίσης, σχηματίζοντας ένα αστέρι νετρονίων (ή, ανάλογα με τις αρχικές μάζες και το πόσο γρήγορα έχασε το ένα υλικό από το άλλο, θα μπορούσε να ήταν αντίστροφα). Είτε έτσι είτε αλλιώς ήταν ένα αστέρι νετρονίων που περιστρέφεται γύρω από μια μαύρη τρύπα.
Αν ένα τρίτο αστέρι βρισκόταν στο σύστημα, θα μπορούσε να είχε εκτοξεύσει τα δύο εκτός ισορροπίας, κάνοντάς τα σε τροχιά πιο κοντά μεταξύ τους. Or είναι πιθανό σε διάστημα δισεκατομμυρίων ετών τα δύο να εξέπεμπαν αδύναμα κύματα βαρύτητας κατά την τροχιά τους, χάνοντας ενέργεια και αργά σπειροειδώς μαζί. Είτε έτσι είτε αλλιώς, τελικά έφτασαν αρκετά κοντά, και BANG. Η μαύρη τρύπα κατάπιε το αστέρι νετρονίων.
Παρεμπιπτόντως, αν είστε περίεργοι: Αυτό που απομένει μετά από αυτό το γεγονός είναι μια πιο μαζική και μεγαλύτερη μαύρη τρύπα. Αυτό είναι μέρος ολόκληρης της μαύρης τρύπας: Πέσε μέσα και τώρα είσαι μέρος της μαύρης τρύπας.
Η τροχιακή ενέργεια ενός τέτοιου συστήματος ακριβώς πριν από εκείνη την τελευταία στιγμή είναι δύσκολο να κατανοηθεί. Δύο αντικείμενα συνολικής μάζας του Sunλιου περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός. Αυτή η ενέργεια πρέπει να πάει κάπου όταν τα δύο συγχωνευτούν. Όπου πηγαίνει είναι να κουνιέται ο χωροχρόνος.
Όταν συμβεί αυτό, μέρος της μάζας του συστήματος μετατρέπεται απευθείας στην ενέργεια των βαρυτικών κυμάτων. Αυτό είναι ένα τεράστιο ποσό ενέργειας. Σε αυτές τις δύο νέες περιπτώσεις, περίπου η μισή μάζα του theλιου μετατράπηκε σε ενέργεια. Λάβετε υπόψη σας, αυτό γίνεται μέσω της εξίσωσης E = mc^2 και η ταχύτητα του φωτός σε τετράγωνο είναι ένας πολύ, πολύ μεγάλος αριθμός. Οι τελευταίες στιγμές διήρκεσαν μόλις δευτερόλεπτα, αλλά η ποσότητα ενέργειας που δημιουργήθηκε ήταν περίπου 1 00 πέμπτη εκατομμύριο φορές η συνολική φωτεινότητα του Sunλιου (10είκοσι) για το ίδιο χρονικό διάστημα!
Ωστόσο, ήταν σχεδόν σίγουρα εντελώς σκοτεινό. Κανένα φως δεν εκπέμπεται καθόλου (κανένα φλας δεν παρατηρήθηκε από κανένα τηλεσκόπιο, τουλάχιστον, και κανένα δεν αναμενόταν απαραίτητα). Όλη η ενέργεια πήγε σε βαρυτικά κύματα. Και τα δύο γεγονότα ήταν περίπου ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός μακριά, και σε αυτή την τεράστια απόσταση τα σήματα εξασθένησαν πάρα πολύ. Μέχρι να φτάσουν εδώ ήταν σχεδόν ένας ψίθυρος. Στην πραγματικότητα, για να είμαι ειλικρινής, ένας ψίθυρος κοντά στους ανιχνευτές θα προκαλούσε πολύ μεγαλύτερο σήμα από ό, τι έκαναν αυτά τα γεγονότα.
Συγχωνεύσεις όπως αυτές είναι σημαντικές επειδή δεν καταλαβαίνουμε πραγματικά πώς σχηματίζεται μια μαύρη τρύπα και ένα σύστημα αστέρων νετρονίων ή πώς εξελίσσεται με την πάροδο του χρόνου. Το να βλέπουμε αυτά τα γεγονότα μας λέει ότι υπάρχουν αυτά τα δυαδικά συστήματα - μια καλή αρχή - και επίσης πόσο συχνά συμβαίνουν στον τοπικό μας χώρο (από αυτά θα περιμέναμε ότι υπάρχει περίπου μία συγχώνευση κάθε εβδομάδα κάπου 2 δισεκατομμύρια έτη φωτός από εμάς). Εάν εντοπιστούν περισσότερα, θα βοηθήσει τους αστρονόμους να καταλάβουν πώς συμπεριφέρονται αυτά τα τεράστια αστρικά δυαδικά.
Το οποίο είναι υπέροχο! Αρκεί να είναι μακριά. Αυτό το γεγονός είναι καλό για μένα όταν συμβαίνει σε έναν άλλο γαλαξία. Ακόμα και ένα πιο κοντινό θα ήταν ωραίο, να έχει καλύτερο σήμα και να μπορεί να το αναλύσει καλύτερα. Αλλά όταν ένα κοσμικό τέρας τρώει ένα άλλο, τόσο εκπληκτικό και δροσερό όσο είναι, διαπιστώνω ότι δεν με πειράζει να έχω ένα κάθισμα με ρινορραγία.
μήνυμα από το σύμπαν
* Το 2019 εντοπίστηκε ένα παρόμοιο γεγονός, όπου μια τεράστια μαύρη τρύπα συγχωνεύτηκε με μια πιθανώς μια πολύ χαμηλής μάζας μαύρη τρύπα. Είναι πιθανό το δεύτερο αντικείμενο να ήταν ένα εξαιρετικά τεράστιο αστέρι νετρονίων, αλλά αρκετά απίθανο.
