Po raz pierwszy odkryto niezwykle ekscentryczne połączenie czarnych dziur

Artystyczne wrażenie dwóch czarnych dziur, które mają się zderzyć i połączyć.

Odkrycia z Centrum Obliczeniowej Względności i Grawitacji opublikowane w astronomia naturalna.

Naukowcy uważają, że po raz pierwszy odkryli połączenie dwóch czarnych dziur z ekscentrycznymi orbitami. Według artykułu opublikowanego w astronomia naturalna przez naukowców z Centrum Obliczeniowej Teorii Względności i Grawitacji Rochester Institute of Technology oraz Uniwersytet FlorydyTo może pomóc wyjaśnić, jak niektóre działają Czarna dziura Fuzje ujawnione przez klocki Lego Współpraca naukowa i współpraca Virgo są znacznie cięższe niż wcześniej sądzono.

Ekscentryczne orbity są znakiem, że czarne dziury mogą często pożerać inne podczas przypadkowych spotkań w regionach gęsto wypełnionych czarnymi dziurami, takich jak galaktyczne jądra. Naukowcy zbadali największą zaobserwowaną do tej pory falę grawitacyjną, GW190521, aby ustalić, czy połączenie miało ekscentryczne orbity.

„Szacowane masy czarnych dziur są ponad 70 razy większe niż nasze Słońce, co czyni je znacznie powyżej szacowanej maksymalnej masy przewidywanej obecnie przez teorię ewolucji gwiazd” – powiedział Carlos Lusto, profesor w College of Mathematical Sciences i profesor w Kolegium Nauk Matematycznych. Członek CCRG. „To interesujący przypadek do badania drugiej generacji układu podwójnego czarnych dziur i otwiera nowe możliwości scenariuszy powstawania czarnych dziur w gęstych gromadach gwiazd”.

Wizja artysty binarnych czarnych dziur przed zderzeniem. Źródło: Mark Myers, Centrum Doskonałości ARC ds. Wykrywania Fal Grawitacyjnych (Ozgrave)

Zespół naukowców z RIT, w tym Lousto, współpracownik badawczy James Healy, dr Jacob Lange ’20 (Astrophysical Sciences and Technology), profesor CCRG i dyrektor Manuela Campanelli, profesor nadzwyczajny Richard O’Shaughnessy oraz współpracownicy z University of Florida, aby przyjrzeć się danym na nowo, aby sprawdzić, czy czarne dziury miały ekscentryczne orbity przed połączeniem. Odkryli, że najlepszym wyjaśnieniem fuzji jest wysoce wypaczony zaawansowany model. Aby to osiągnąć, zespół przeprowadził setki nowych, w pełni cyfrowych symulacji w superkomputerach w lokalnych i krajowych laboratoriach, co zajęło prawie rok.

„To ogromny postęp w naszej wiedzy na temat łączenia się czarnych dziur” – powiedział Campanile. „Dzięki naszym najnowocześniejszym symulacjom superkomputerów i bogactwu nowych danych dostarczanych przez szybko ewoluujące detektory LIGO i Virgo dokonujemy nowych odkryć dotyczących Wszechświata w zdumiewającym tempie”.

Rozszerzenie tej analizy przez ten sam zespół RIT i UFL wykorzystywało potencjalny izotop elektromagnetyczny obserwowany przez Zwicky Transient Facility do niezależnego obliczenia stałej kosmologicznej Hubble’a z GW150521 jako egzotyczną łączeniem się czarnych dziur. Znaleźli doskonałą zgodność z oczekiwanymi wartościami i niedawno opublikowali pracę w: Czasopismo Astrofizyczne.

Odniesienie: „Oszacowanie odchylenia od łączenia czarnych dziur za pomocą symulacji skalarnej teorii względności” autorstwa V. i R. O’Shaughnessy, 20 stycznia 2022 r., Dostępne tutaj. astronomia naturalna.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01568-w