Un nuovo metodo per misurare il vuoto in una coppia di cavità supermassicci fuse

In questa simulazione di fusione S supermassiccia, la cavità S spostata verso il blu più vicina allo spettatore amplifica la cavità S spostata verso il rosso utilizzando una lente gravitazionale. I ricercatori hanno riscontrato un netto calo di luminosità quando la cavità più vicina è passata davanti a un’ombra simile, una vista che potrebbe essere utilizzata sia per misurare le dimensioni delle cavità che per testare teorie alternative sulla gravità. Prestito: Jordi Davelar

Tre anni fa, la prima immagine di un vuoto sconvolse il mondo. Un buco nel nulla circondato da un ardente anello di luce. Situata al centro della galassia Messier 87, questa immagine iconica della cavità è apparsa attraverso il telescopio dell’orizzonte degli eventi, una rete globale di antenne radio sincronizzate che funge da gigantesco telescopio.

Ora un paio di ricercatori in Colombia hanno escogitato un modo potenzialmente più semplice per guardare l’abisso. delineato in ulteriori studi Lettere di revisione fisica: և: Panoramica fisica D:Le loro tecniche di imaging consentiranno agli astronomi di studiare cavità più piccole di M87, un mostro di 6,5 miliardi di anni tenuto in galassie più lontane da M87, a 55 milioni di anni luce di distanza vicino alla nostra Via Lattea. Strada.

L’attrezzatura ha solo due requisiti. Innanzitutto, hai bisogno di un paio di enormi buchi durante la fusione. Secondo, devi guardare la coppia quasi fianco a fianco. Da questa vista laterale, quando un buco passa di fronte all’altro, dovresti essere in grado di vedere un bagliore di luce brillante, poiché l’anello più luminoso della cavità più lontana cresce dal buco più vicino a te, un fantasma. note come lenti gravitazionali.

L’effetto delle lenti è ben noto, ma quello che i ricercatori hanno trovato qui era un segnale nascosto. una netta diminuzione della luminosità, che corrisponde all'”ombra” del foro posteriore. Questa sottile eclissi può durare da poche ore a diversi giorni, a seconda di quanto sono grandi i buchi e di quanto strettamente sono collegate le loro orbite. Se si misura quanto dura l’immersione, dicono i ricercatori, si può stimare la dimensione dell’ombra e dell’uovo che proietta l’orizzonte degli eventi nella cavità, senza un punto di uscita da cui nulla sfugge, nemmeno la luce.

“Ci sono voluti anni di decine di migliaia di scienziati per creare l’immagine ad alta risoluzione delle cavità M87”, ha affermato Jordi Davelaar, PhD, autore principale dello studio presso il Flatiron Institute of Computing in Columbia. “Questo approccio funziona solo nel caso delle cavità più grandi e più vicine, la coppia nel cuore dell’M87, potenzialmente nella nostra Via Lattea”.





Modellazione di una lente gravitazionale in una coppia di accoppiamento di cavità supermassicci. Prestito: Jordi D’Alaar

Ha aggiunto. “Con le nostre apparecchiature si misura la luminosità di queste cavità nel tempo, non è necessario risolvere spazialmente ogni oggetto. “Questo segnale deve essere possibile trovare in molte galassie.”

L’ombra di questa cavità è l’elemento informativo “più misterioso”. “Questa macchia scura ci parla delle dimensioni del buco, del cavallo spazio-temporale che lo circonda, di come la materia cada nel buco vicino all’orizzonte”, ha detto Zoltan Hayman, professore di fisica in Colombia.

Le ombre del CC possono custodire il segreto della vera natura della gravità, una delle forze fondamentali del nostro universo. La teoria della gravitazione di Einstein, nota come teoria della relatività generale, prevede la dimensione dei buchi. I fisici, quindi, li hanno cercati per testare teorie alternative sulla gravità, cercando di conciliare due idee contrastanti su come funziona la natura. poiché piccole particelle, come elettroni և fotoni, possono occupare più stati contemporaneamente.

I ricercatori si sono interessati all’eruzione di cavità supermassicci dopo aver scoperto una coppia sospetta di supernove supermassicci al centro di una lontana galassia primordiale. Il telescopio spaziale Kepler della NASA stava cercando piccole gocce di luminosità che corrispondessero al pianeta mentre passava davanti alla sua stella ospite. Invece, Keplero alla fine scoprì i razzi che Hayman և e i suoi colleghi affermano stavano fondendo buchi.

Hanno chiamato la lontana galassia “Spikey” a causa dei picchi di luminosità causati dalle presunte cavità che si ingrandiscono a vicenda ad ogni rotazione completa attraverso l’effetto lente. Per saperne di più sull’epidemia, Hayman ha costruito un modello con il suo collega post-dottorato.

Un nuovo metodo per misurare il vuoto in una coppia di cavità supermassicci fuse

In questa simulazione della fusione di cavità S supermassicci, la cavità S più vicina allo spettatore si avvicina, apparendo così blu (scatto 1), rinforzando la cavità S deviata dal rosso con una lente gravitazionale. Quando il foro più vicino intensifica la luce del foro più lontano (inquadratura 2), lo spettatore vede un bagliore luminoso. Ma quando la cavità più vicina passa davanti alla cavità o ombra più lontana della cavità, lo spettatore vede una leggera diminuzione della luminosità (scatto 3). Questa diminuzione della luminosità (3) si riflette chiaramente nei dati della curva di luce sotto le immagini. Prestito: Jordi D’Alaar

Tuttavia, erano confusi quando il paio di fossette che imitavano causavano un improvviso ma regolare calo di luminosità ogni volta che ruotavano l’uno di fronte all’altro. All’inizio pensavano che fosse un errore di codifica. Tuttavia, ulteriori test li hanno costretti a fidarsi del segnale.

Mentre cercavano un meccanismo fisico per spiegare ciò, si sono resi conto che ogni calo di luminosità coincideva strettamente con il tempo necessario per attraversare il buco più vicino allo spettatore di fronte all’ombra del buco.

I ricercatori stanno attualmente esaminando altri dati del telescopio per cercare di confermare il declino che hanno visto nei dati di Kepler per verificare che Spikey possieda effettivamente buchi di fusione. Se tutto va bene, la tecnica potrebbe essere applicata a molte altre coppie sospette che si fondono in 150 delle cavità supermassicci trovate finora e attendono l’approvazione.

Man mano che nei prossimi anni emergeranno telescopi più potenti, potrebbero sorgere più opportunità. L’Osservatorio Vera Rubin, che aprirà quest’anno, ha più di 100 milioni di enormi cavità. Ulteriori esplorazioni delle cavità SA saranno possibili quando il rivelatore di onde gravitazionali della NASA, LISA, sarà lanciato nello spazio nel 2030.

“Anche se solo una piccola frazione di queste cavità ha le condizioni adeguate per misurare l’impatto che proponiamo, possiamo comunque trovare molte di queste ricadute”, ha detto Davelaar.


Un telescopio molto grande rivela la coppia di cavità supermassicci più vicina fino ad oggi


Informazioni aggiuntive.
Jordy Davelaar et al, Flares auto-lente da Black Hole Binaries. Osservazione delle ombre dei buchi neri mediante tomografia a curva di luce, Lettere di revisione fisica: (2022). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.128.191101:

Jordy Davelaar et al., Bagliori autolenti da binari di buchi neri. Panoramica fisica D: (2022). DOI: 10.1103 / PhysRevD.105.103010:

Fornito dalla Columbia University

Citazione:Un nuovo metodo per misurare il vuoto in una coppia di cavità supermassicci (9 maggio 2022) è tratto da https://phys.org/news/2022-05-pair-merging-supermassive-black il 9 maggio 2022. buchi.html:

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