Conheça os primeiros buracos negros binários supermassivos do universo
Ilustração de dois buracos negros se fundem, de massa comparável ao que Ligo primeira serra. Nos centros de algumas galáxias, podem existir buracos negros binários supermassivos, criando um sinal muito mais forte do Esta ilustração mostra. (SXS, o Simulando eXtreme spacetimes (SXS) projeto ( http://www.black-holes.org))
Se você pensou que as recentes descobertas do LIGO eram profundas e incomuns, espere até conhecer OJ 287.
Recentemente, o LIGO revolucionou nosso conhecimento do Universo ao descobrir buracos negros em fusão.
O sinal de onda gravitacional do primeiro par de buracos negros detectados e fundidos da colaboração LIGO. Os dados brutos e os modelos teóricos são incríveis em quão bem eles combinam. (B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration e Virgo Collaboration))
Perto dos centros das galáxias, fusões, acreção e colisões criar buracos negros supermassivos indetectáveis por LIGO.
As sensibilidades de uma variedade de detectores de ondas gravitacionais, antigos, novos e propostos. Observe, em particular, Advanced LIGO (em laranja), LISA (em azul escuro) e BBO (em azul claro). O LIGO só pode detectar eventos de baixa massa e de curto período; observatórios de linha de base mais longa são necessários para buracos negros mais massivos. (Minglei Tong, Class.Quant.Grav. 29 (2012) 155006)
Praticamente todas as galáxias os contêm, incluindo nossa Via Láctea.
A impressão deste artista mostra as órbitas das estrelas ao redor do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Em 2018, uma dessas estrelas, S0–2, passará muito perto do buraco negro, apresentando a melhor oportunidade para estudar os efeitos da gravidade muito forte em sua luz e órbita. As órbitas foram tão bem estudadas que determinamos diretamente que a massa do buraco negro é de quatro milhões de massas solares. (ESO / L. Calçada)
Quando buracos negros supermassivos se alimentam de matéria, eles formam núcleos galácticos ativos ou quasares .
Um quasar ultradistante mostrando muitas evidências de um buraco negro supermassivo em seu centro. Como esse buraco negro ficou tão massivo tão rapidamente é um tópico de debate científico controverso, mas fusões de buracos negros menores formados nas primeiras gerações de estrelas podem criar as sementes necessárias. (Raio-X: NASA/CXC/Univ of Michigan/R.C.Reis et al; Óptico: NASA/STScI)
Dois jatos bipolares são frequentemente emitidos, a criação de um blazar quando um aponta para nós.
Quando os buracos negros se alimentam de matéria, eles criam um disco de acreção e um jato bipolar perpendicular a ele. Quando um jato de um buraco negro supermassivo aponta para nós, nós o chamamos de objeto BL Lacertae ou blazar. (NASA/JPL)
Com o tempo, as galáxias se fundem, fazendo com que seus buracos negros afundem no núcleo da nova galáxia, onde se fundem.
A maioria dos buracos negros que existem são de baixa massa: 100 massas solares ou menos. Mas nos centros das galáxias, nem sempre é um único buraco negro supermassivo que domina, mas às vezes pode haver múltiplos. Eles acabarão por coalescer e se fundir. (NASA, ESA e G. Bacon (STScI))
Em 1891, o objeto JO 287 , 3,5 bilhões de anos-luz de distância e um blazar em si, opticamente estourado.
O par de buracos negros mais massivo do Universo conhecido é OJ 287, cujas ondas gravitacionais estarão fora do alcance do LISA. Um observatório de ondas gravitacionais de linha de base mais longa poderia vê-lo. (Observatório Ramon Naves de Montcabrer)
A cada 11 a 12 anos desde então, produziu outra explosão, recentemente descoberta como tendo dois picos estreitamente separados.
Quando o material é acelerado e canalizado para o enorme campo magnético ao redor de um buraco negro supermassivo, ele pode ser “transferido” em uma direção específica. Quando esses raios chegam aos nossos olhos, vemos um tremendo aumento no fluxo. OJ 287 mostra dois aprimoramentos de irradiação distintos a cada ~11–12 anos. (KIPAC / SLAC / Stanford)
Seu buraco negro supermassivo central tem 18 bilhões de massas solares, um dos maiores conhecidos no universo.
Um composto de raios-X e rádio de OJ 287 durante uma de suas fases de queima. A ‘trilha orbital’ que você vê em ambas as vistas é uma dica do movimento do buraco negro secundário. (Cor falsa: imagem de raios-X do Observatório de raios-X Chandra; contornos: imagem de rádio de 1,4 GHz do Very Large Array)
Esta dupla explosão periódica surge de um buraco negro de 100-150 milhões de massa solar perfurando o disco de acreção do primário.
O sinal binário de buraco negro mais massivo já visto: OJ 287. Este sistema binário de buraco negro apertado leva cerca de 11 a 12 anos para completar uma órbita. Apesar de fazer uma órbita de 1/5 de um ano-luz de tamanho (centenas de vezes a distância Sol-Plutão), ela deve se fundir em apenas milhares de anos. (Zola S. & NASA / JPL)
Devido à Relatividade Geral, essas órbitas precessam 27.000 vezes mais rápido que a de Mercúrio ao redor do Sol.
Na teoria da gravidade de Newton, as órbitas fazem elipses perfeitas quando ocorrem em torno de grandes massas únicas. No entanto, na Relatividade Geral, há um efeito de precessão adicional devido à curvatura do espaço-tempo, e isso faz com que a órbita se desloque ao longo do tempo, de uma forma que às vezes é mensurável. Mercúrio sofre precessão a uma taxa de 43″ (onde 1″ é 1/3600 de um grau) por século; o buraco negro menor em OJ 287 precessa a uma taxa de 39 graus por órbita de 12 anos. (NCSA, UCLA / Keck, grupo A. Ghez; Visualização: S. Levy e R. Patterson / UIUC)
Em todas as décadas subsequentes, encontramos apenas um binário de buraco negro supermassivo adicional .
O jato de raios X mais distante do Universo, do quasar GB 1428, tem aproximadamente a mesma distância e idade, visto da Terra, do quasar S5 0014+81, que abriga possivelmente o maior buraco negro conhecido no Universo. (Raio-X: NASA/CXC/NRC/C.Cheung et al; Óptico: NASA/STScI; Rádio: NSF/NRAO/VLA)
Uma versão ampliada do LISA, com satélites em L4, L5 e ao redor da Terra, deve detectá-lo imediatamente.
O proposto 'Grande Bang Observador' gostaria levar a Projeto do LISA, o Laser Interferômetro Espaço Antena, e crio para ampla Triângulo Equilátero por aí da Terra órbita para pegar a linha de base mais longa onda gravitacional observatório sempre. (Gregory Harry, MIT, do workshop LIGO de 2009, LIGO-G0900426)
Principalmente Mute Monday conta a história científica de um objeto, processo ou fenômeno astronômico em imagens, visuais e não mais de 200 palavras. Fale menos, sorria mais.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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