Црне рупе су међу најфасцинантнијим предметима у свемиру, а ипак остају неухватљиве јер су тако невероватно густе, а њихова гравитација је тако јака да ни светлост не може да измакне њиховом схваћању. Да би открили црне рупе које се крију по космосу, истраживачи су се окренули новом пољу истраживања познатој као астрономија гравитационог таласа.
Гравитациони таласи су дисторзије или валови у ткиву простора и времена које настају кретањем масивних предмета. 2015. године астрономи су први пут открили кретање гравитационих таласа помоћу телескопа Земаљског ласерског интерферометра за гравитациону таласну таласу (ЛИГО) у Луизијани и Вашингтону. У овом случају, пукотине су настале силовитим сударом двеју масивних, цртајућих рупа у орбиту, познатих као бинарна црна рупа.
Користећи ЛИГО и друге технологије посматрања, нова студија има за циљ да створи цјеловитију слику црних рупа - посебно оних које припадају нејаснијој категорији познатих као црне рупе средње масе (ИМБХ).
"Када сам се придружио ЛИГО-у, схватио сам да моје године опште релативистичке симулације црних рупа могу бити доведене да развијем нови астрофизички лов на ИМБХ," изјавио је за Спаце Каран Јани, астрофизичар са Универзитета Вандербилт и главни аутор студије. цом
ИМБХ падају негде између супермасивих - бар милион пута веће од нашег сунца - и црних рупа звјездане масе - мањих, али ипак пет до 50 пута већих од масе нашег сунца.
"ИМБХ су посебне у наступној деценији гравитационе таласне астрономије. Међу свим познатим астрофизичким изворима који емитују гравитационе таласе, извештавамо да су и ЛИГО и ЛИСА [Ласер Интерферометер Спаце Антенна] најосетљивији на спајање ИМБХ," рекао је Јани. "Помоћу ова два експеримента, практично можемо прегледати све бинарне датотеке ИМБХ у свемиру."
Међутим, астрономи још увек нису успели да директно открију ове неухватљиве, црне рупе средње величине, додао је Јани. Стога је његов приступ проучавање различитих фреквенција гравитационих таласа које емитују црне рупе како би се боље разумело активност ИМБХ.
"Попут симфонијског оркестра који емитује звук кроз низ фреквенција, гравитациони таласи које емитују црне рупе јављају се у различитим фреквенцијама и временима", рекао је Јани у изјави са Универзитета Вандербилт. "Неке од ових фреквенција су екстремно велике пропусне опсега, док су неке нископојасне, а наш циљ у следећој епохи астрономије гравитационог таласа је да снимимо вишепојасна опажања обе ове фреквенције како бисмо„ чули целу песму “. кад су у питању црне рупе. "
Сматра се да су ИМБХ сјеме из којег израстају супермасивне црне рупе. На пример, црне рупе могу нарасти гутањем других црних рупа. У региону падајуће материје која окружује црну рупу, познату и као акумулациони диск, јаке гравитационе силе повлаче гасове, звезде, прашину, па чак и друге црне рупе у близини. Сваки материјал који се превише приближи ризикује да се провуче поред хоризонта догађаја - тачке иза које не може да избегне гравитационо повлачење црне рупе.
"Чим ИМБХ зароби још једну црну рупу у својој близини, доћи ће до грмљавине гравитационог зрачења", рекао је Јани за Спаце.цом. "ЛИГО може ухватити ово зрачење у случају да се ове црне рупе сударају."
Предложена мисија ЛИСА - коју заједно предводе Европска свемирска агенција и НАСА - моћи ће да детектује и прецизно измери гравитационе таласе ниске фреквенције, што је изазов за детекторе са земљом, услед сеизмичког кретања наше планете или чак вибрација у пролазу ауто. Планирана лансирање 2034. године, ЛИСА би био први наменски свемирски гравитациони детектор.
„Са мисијом ЛИСА, наша студија открива да се зрачење из ИМБХ-а може забележити најмање неколико година пре њиховог кобног судара“, рекао је Јани. "Ово зрачење се буквално деформише простор-време непосредно изван хоризонта догађаја ИМБХ. За разлику од радио или рендгенских сигнала, гравитационо зрачење не губи информације док путује милијардама светлосних година пре него што нас досегне."
Стога, комбинујући опажања ЛИГО детектора који снимају високофреквентне гравитационе таласе и будућих детектора попут мисије ЛИСА, који ће мерити гравитационе таласе ниских фреквенција, истраживачи се надају да ће попунити празнине у тренутном разумевању црних рупа.
Њихова студија објављена је 18. новембра у часопису Натуре Астрономи.
- Слике: Црне рупе универзума
- Укрштање црних рупа може отпевати различите гравитационе песме
- Крените симфонијским путовањем у црну рупу с 'Метакосмосом'
