Widget HTML Atas

Bagaimana lubang hitam berinteraksi satu sama lain?

Web Informasi - Lubang hitam adalah salah satu mesin terbaik alam dari kehancuran. Mereka memakan dan mengobrak-abrik apa yang ada dalam genggaman gravitasi ke dalam pita materi dan energi sebelum akhirnya dikonsumsi di luar peristiwa cakrawala. Tapi apa yang terjadi ketika lebih dari satu mesin ini dari kehancuran bertemu? Alam semesta mungkin menjadi tempat yang luas tetapi pertemuan ini bisa terjadi dan sering dengan kembang api.

(Baca juga: Bagaimana lubang hitam makan)

Black Hole biner

Sementara itu, menemukan lubang hitam telah menjadi tugas yang mudah, menemukan dua dari mereka tidak di dekat satu sama lain. Bahkan mereka cukup langka. Pasangan yang telah diamati orbit satu sama lain pada jarak beberapa ribu tahun cahaya tetapi sebagai mereka jatuh dekat satu sama lain mereka akhirnya akan memiliki hanya beberapa tahun cahaya memisahkan mereka sebelum penggabungan. Para ilmuwan menduga bahwa ini adalah metode pertumbuhan utama untuk lubang hitam karena mereka menjadi supermasif dan metode terbaik untuk menemukan gelombang gravitasi, atau perpindahan dalam struktur ruang-waktu (JPL "WISE"). Sayangnya, bukti pengamatan telah sulit di terbaik tapi dengan menjelajahi fisika potensi merger tersebut kita dapat mengumpulkan petunjuk tentang bagaimana mereka akan terlihat seperti dan apa yang perlu kita cari.

Fisika dari penggabungan Black Hole biner

Semua lubang hitam diatur oleh dua sifat: massa mereka dan spin mereka. Secara teknis, mereka mungkin memiliki biaya juga tetapi karena plasma berenergi tinggi mereka menyiapkan sekitar mereka ada kemungkinan bahwa mereka memiliki muatan nol. Ini sangat membantu kita ketika mencoba untuk memahami apa yang terjadi selama merger atau penggabungan. Tetapi kita akan perlu menggunakan beberapa alat matematika untuk sepenuhnya menyelidiki tanah asing ini dengan tidak diketahui lainnya. Secara khusus, kita perlu solusi untuk persamaan medan Einstein untuk ruang-waktu.

Black Hole biner

Sayangnya, persamaan yang multivariabel, ditambah (atau saling terkait), dan mengandung turunan parsial. Dengan item untuk memecahkan termasuk (namun tidak terbatas pada) metrik tensor spasial (cara untuk menemukan jarak dalam tiga dimensi), kelengkungan ekstrinsik (komponen lain directional terkait dengan turunan waktu), dan selang serta pergeseran fungsi (atau berapa banyak kebebasan yang kita miliki di set koordinat ruang-waktu kita). Tambahkan ke semua ini sifat nonlinier dari persamaan dan kita memiliki satu kekacauan besar untuk memecahkan. Untungnya, kita memiliki alat untuk membantu kita yaitu komputer.

Kita dapat memiliki mereka diprogram sehingga mereka dapat mendekati turunan parsial. Mereka juga digunakan grid untuk membantu membangun sebuah buatan ruang-waktu di mana objek dapat eksis. Beberapa simulasi dapat menunjukkan orbit yang stabil melingkar sementara yang lain menggunakan argumen simetri untuk menyederhanakan simulasi dan menunjukkan bagaimana biner beroperasi dari sana. Secara khusus, jika kita menganggap bahwa lubang hitam menggabungkan langsung yaitu bukan sebagai pukulan melirik, maka beberapa prediksi yang menarik dapat dibuat.

Dan mereka akan sangat penting untuk mengisi apa harapan kita adalah untuk lubang hitam merger biner. Menurut teori, tiga tahap kemungkinan akan terjadi. Pertama, mereka akan mulai jatuh ke satu sama lain dalam orbit hampir bundar, memproduksi gelombang gravitasi amplitudo yang lebih besar, karena mereka lebih dekat. Kedua, mereka akan jatuh cukup dekat untuk memulai penggabungan, membuat gelombang gravitasi terbesar sebelum terlihat. Akhirnya, lubang hitam baru akan menetap menjadi acara cakrawala bola dengan gelombang gravitasi di hampir nol amplitudo. Teknik pasca-Newtonian seperti relativitas menjelaskan bagian pertama dengan baik, dengan simulasi berdasarkan persamaan bidang tersebut membantu dengan tahap penggabungan dan metode gangguan lubang hitam (atau bagaimana cakrawala peristiwa bertindak dalam menanggapi perubahan dalam lubang hitam) bersama-sama memberikan berarti seluruh proses.

Jadi memasuki komputer untuk membantu proses penggabungan. Awalnya, perkiraan hanya baik untuk kasus simetris tetapi sekali kemajuan di kedua teknologi komputer dan programming yang dicapai maka simulator yang lebih mampu menangani kasus-kasus yang kompleks. Mereka menemukan bahwa binari asimetris, di mana satu lebih besar dari yang lain, recoil pameran yang akan mengambil momentum linear bersih dan membawa lubang hitam digabung pada arah itu. Simulator telah menunjukkan untuk sepasang putaran lubang hitam merger yang dihasilkan akan memiliki kecepatan recoil lebih dari 4.000 kilometer per detik, cukup cepat untuk galaksi yang melarikan diri. Hal ini penting karena sebagian besar model alam semesta acara galaksi tumbuh dengan menggabungkan. Jika lubang hitam supermasif mereka tengah bergabung maka mereka harus bisa melarikan diri, menciptakan galaksi tanpa tonjolan pusat dari tarikan lubang hitam. Tapi pengamatan menunjukkan tonjolan galaksi lebih dari simulator akan memprediksi. Ini mungkin berarti bahwa 4.000 kilometer per detik adalah nilai ekstrim kecepatan recoil.

Prediksi lain yang menarik muncul dari spin binari. Tingkat di mana lubang hitam yang dihasilkan akan berputar tergantung pada spin setiap lubang hitam sebelum serta spiral kematian mereka jatuh ke dalam, asalkan energi gravitasi cukup rendah tidak menyebabkan momentum sudut yang signifikan. Ini bisa berarti bahwa spin dari lubang hitam besar mungkin tidak sama dengan generasi sebelumnya, atau bahwa lubang hitam memancarkan gelombang radio bisa beralih arah, untuk posisi jet tergantung pada spin dari lubang hitam. Jadi, kita bisa memiliki alat pengamatan untuk menemukan merger. Tapi untuk saat ini, kita hanya menemukan binari dalam proses lambat mengorbit. Baca terus untuk melihat beberapa yang terkenal dan bagaimana mereka dapat berpotensi mengisyaratkan kematian mereka sendiri.

Dynamic Duo

WISE J233237.05-505643.5, yang merupakan 3,8 miliar tahun cahaya, cocok dengan tagihan untuk memeriksa binari lubang hitam dalam tindakan. Terletak oleh teleskop ruang angkasa WISE dan ditindaklanjuti oleh Australian Telescope Compact Array dan Space Telescope Gemini, galaksi ini memiliki jet yang bertindak aneh dengan bertindak lebih seperti pita dari air mancur. Pada awalnya para ilmuwan berpikir itu hanya bintang-bintang baru yang terbentuk di tingkat yang cepat di sekitar lubang hitam. Tapi, setelah studi tindak lanjut data tampaknya menunjukkan bahwa dua lubang hitam supermasif yang spiral di satu sama lain dan akhirnya akan bergabung. Jet yang berasal dari daerah itu keteraturan karena lubang hitam kedua menarik di atasnya (JPL "WISE").

PG 1302-102 kemungkinan lokasi di mana lubang hitam merger akan terjadi (tetapi dalam sebenarnya memiliki, karena kita melihat ke masa lalu dengan jauh-jauh benda milik sifat ruang dan cahaya). Sebuah quasar (atau lubang hitam aktif memakan) berada di sana dan ditemukan menggunakan Catalina Real-time Transient Survey (aktif sejak 2009 dan memanfaatkan 3 teleskop) dan data dari sejauh tahun 1993. Survei memburu 500 juta benda atas rentang 80% dari langit. Kegiatan yang dapat diukur sebagai output dari kecerahan, dan 1302 menunjukkan pola yang mengindikasikan model akan muncul dari dua lubang hitam jatuh ke satu sama lain. 1302 memiliki data terbaik, menunjukkan variasi dengan berkorespondensi dengan periode 60 bulan. Para ilmuwan memang harus membuat perubahan kecerahan tidak disebabkan oleh lubang hitam tunggal piringan akresi dan presesi jet berbaris secara optimal. Untungnya, periode untuk acara semacam ini 1.000 - 1.000.000 tahun, sehingga tidak sulit untuk menyingkirkan. Dari 247.000 quasar yang terlihat selama penelitian, 20 lebih mungkin memiliki pola yang sama dengan 1302 (Betz, Rzetelny, Carlisle).

Sekarang, kedua dari mereka yang mudah dikenali karena mereka aktif, atau memiliki cukup bahan di sekitar mereka untuk memancarkan sinar-X dan dilihat. Bagaimana galaksi yang tenang? Bisakah kita berharap untuk menemukan ada binari lubang hitam? Fukun Liu dari University Peking dan tim telah menemukan pasangan seperti itu. Mereka menyaksikan peristiwa gangguan pasang surut, atau ketika salah satu lubang hitam menangkap bintang dan merobek terpisah, melepaskan sinar-X dalam proses. Jadi bagaimana mereka melihat peristiwa seperti itu? Setelah semua, ruang besar dan peristiwa-peristiwa pasang surut yang tidak umum. Tim membuat penggunaan XMM-Newton karena terus menatap langit untuk semburan sinar-X. Benar saja, pada 20 Juni 2010 XMM melihat satu di SDSS J120136.02 + 300.305,5. Ini cocok untuk acara pasang lubang hitam awalnya tapi kemudian melakukan beberapa hal yang tidak biasa. Dua kali selama periode penuh luminositas, sinar-X memudar dan emisi jatuh ke nol maka muncul kembali. Ini simulasi cocok yang menunjukkan pendamping biner menarik pada aliran X-ray dan membelokkan itu jauh dari kita. Analisis lebih lanjut dari sinar-X mengungkapkan bahwa lubang hitam utama adalah 10 juta massa matahari dan lubang hitam sekunder adalah 1 juta massa matahari. Dan mereka dekat, sekitar 0.005 tahun cahaya terpisah. Ini pada dasarnya adalah panjang tata surya. Menurut simulator tersebut, lubang hitam ini mendapat 1 juta tahun lagi sebelum penggabungan terjadi.

Post a Comment for "Bagaimana lubang hitam berinteraksi satu sama lain?"

Berlangganan via Email