Para ilmuwan mengukur 'tendangan kelahiran' yang mengirim lubang hitam bayi melintasi ruang untuk pertama kalinya
Para ilmuwan telah mengukur kecepatan recoil dari tabrakan bencana antara dua lubang hitam untuk pertama kalinya.
Gelombang gravitasi adalah riak dalam ruang-waktu pertama kali diusulkan untuk ada oleh Albert Einstein, dan terdeteksi untuk pertama kalinya di tahun 2015. Yang pertama datang pada tahun 2019, ketika para ilmuwan mengambil sinyal gelombang gravitasi yang dihasilkan dari merger kekerasan antara ukuran yang sangat berbeda lubang hitam. Ketidakseimbangan ukuran menyebabkan lubang hitam yang baru lahir memantul ke alam semesta dalam sebuah fenomena yang dikenal sebagai “tendangan kelahiran.”
Sekarang, para astronom telah menguraikan sinyal gelombang gravitasi ini, yang disebut GW190412, mengungkapkan bahwa tabrakan itu menyebabkan lubang hitam yang baru-baru ini menembak melalui ruang lebih dari 31 mil per detik (50 kilometer per detik)-cukup cepat untuk melontarkannya dari jurnal aslinya, para peneliti melaporkan dalam penelitian ini, yang diterbitkan pada bulan September dalam The Journal di The Journal dari The The Journal, para peneliti, para peneliti melaporkan dalam penelitian ini, yang diterbitkan pada September di 9 dalam The Journal keluar dari The Journal Astronomi Alam.
“Ini adalah demonstrasi yang luar biasa dari apa yang bisa dilakukan gelombang gravitasi,” rekan penulis studi Koustav Chandraseorang astrofisika di Universitas Negeri Pennsylvania mengatakan dalam a penyataan.
Sinyal tabrakan
Ketika lubang hitam melayang satu sama lain, mereka menghasilkan gelombang gravitasi. Tetapi ketika satu lubang hitam jauh lebih masif daripada yang lain, gelombang gravitasi yang dihasilkan terlihat sangat berbeda tergantung pada sudut dari mana mereka diamati.
Dengan melihat dari sudut yang berbeda, para peneliti dapat menemukan arah tendangan. Kemudian, kecepatan tendangan dapat ditentukan dengan mengukur rasio massa dan putaran dua lubang hitam asli – informasi itu juga bisa ditentukan dari mempelajari gelombang gravitasi.
Jika recoil dari tabrakan cukup kuat untuk menampar lubang hitam gabungan dari cluster bintangnya, ini mencegah lubang hitam baru ini dari penggabungan selanjutnya dengan lubang hitam lainnya dan berpotensi membentuk lubang hitam supermasif – yang bisa 100.000 hingga 50 miliar kali massa matahari. Ini membuat pemahaman kecepatan dan arah tendangan penting untuk melacak pembentukan lubang hitam supermasif.
Pada 2018, rekan penulis studi Juan Calderón Bustillo dan rekan -rekannya menemukan persis bagaimana mengukur tendangan kelahiran Berdasarkan sinyal gelombang gravitasi ini. Tetapi model mereka harus bergantung pada simulasi, karena tidak ada penggabungan lubang hitam yang mengakibatkan mundur telah terdeteksi pada saat itu.
Kemudian, pada 12 April 2019, Detektor Ligo Lanjutan Di Louisiana dan Negara Bagian Washington dan Detektor Virgo di Italia merekam GW190412 mengambil sinyal yang dihasilkan dari dua lubang hitam massa bintang yang bergabung: satu 29,7 kali lebih besar dari matahari dan yang lainnya 8,4 kali lebih besar.
Meskipun terjadi lebih dari 2,4 miliar tahun cahaya dari Bumi, para peneliti menggunakan dua sudut relatif ke Bumi untuk menentukan ke mana tendangan mengirim lubang hitam yang baru lahir. Itu berlari menjauh dari lokasi kelahirannya, kemungkinan pengelompokan bintang -bintang yang padat yang disebut gugus globular, dengan kecepatan 111.600 mil per jam (179.600 kilometer per jam). Kecepatan ini akan lebih dari cukup untuk memungkinkannya keluar dari cluster dan menjadi lubang hitam yang melarikan diri.
“Ini adalah salah satu dari sedikit fenomena dalam astrofisika di mana kita tidak hanya mendeteksi sesuatu,” kata Chandra. “Kami merekonstruksi gerakan 3D penuh dari suatu objek yang berjarak miliaran tahun cahaya, hanya menggunakan riak dalam ruangwaktu.”
Langkah -langkah selanjutnya tim adalah mencari lebih banyak merger lubang hitam untuk diukur dengan gelombang gravitasi dan cahaya yang terlihat, pencarian yang dapat menghasilkan wawasan yang lebih dalam tentang bagaimana monster kosmik tumbuh.
