Nowe badania przybliżają nas do poznania supermasywnych czarnych dziur

Galaktyki są siedliskiem supermasywnych czarnych dziur, które mają masy od milionów do miliardów razy większe niż nasze Słońce. Kiedy galaktyki się zderzają, pary supermasywnych czarnych dziur w ich centrach również znajdują się na kursie kolizyjnym. Zanim dwie czarne dziury zderzą się ze sobą, mogą minąć miliony lat. Kiedy odległość między nimi jest wystarczająco mała, podwójne czarne dziury zaczynają wytwarzać falowanie czasoprzestrzeni, które nazywamy falami grawitacyjnymi.

Fale grawitacyjne po raz pierwszy zaobserwowano w 2015 roku, ale wykryto je z dużo mniejszych czarnych dziur, które mają masy dziesiątek mas Słońca. Fale grawitacyjne z supermasywnych czarnych dziur stanowią zagadkę dla naukowców. Ich odkrycie byłoby nieocenione dla zrozumienia, w jaki sposób tworzą się i ewoluują galaktyki i gwiazdy, a także odkrycie pochodzenia ciemnej materii.

Najnowsze badania prowadzone przez dr Borisa Goncharova i prof. Ryana Shannona – obaj z OzGrav – próbowały rozwiązać tę zagadkę. Wykorzystując najnowsze dane z australijskiego eksperymentu znanego jako Parkes Pulsar Timing Array, zespół naukowców poszukiwał tych tajemniczych fal grawitacyjnych pochodzących od supermasywnych czarnych dziur.

W eksperymencie zaobserwowano pulsary radiowe: niezwykle gęste zapadnięte jądra masywnych nadolbrzymów, (zwanych gwiazdami neutronowymi), które emitują fale radiowe. Czas nadejścia tych impulsów jest niezwykle precyzyjny, podczas gdy tło fal grawitacyjnych spowalnia i przyspiesza czas nadejścia impulsów w przewidywalny sposób na całym niebie, mniej więcej o tę samą wartość we wszystkich pulsarach. Naukowcy odkryli, że czasy dotarcia tych fal radiowych wykazują odchylenia o podobnych właściwościach, jakich oczekujemy od fal grawitacyjnych. Potrzeba jednak więcej danych, aby stwierdzić, czy czasy dotarcia fal radiowych są skorelowane we wszystkich pulsarach na całym niebie. Podobne wyniki zostały uzyskane przez zespoły a Ameryki Północnej i Europy. Ta współpraca, wraz z grupami z Indii, Chin i Ameryki Południowej, aktywnie łączy zbiory danych w ramach International Pulsar Timing Array, aby poprawić pokrycie nieba.

Odkrycie to jest uważane za prekursora w wykrywaniu fal grawitacyjnych z supermasywnych czarnych dziur. Jednak dr Goncharov i jego współpracownicy zwrócili uwagę, że obserwowane zmiany w czasach dotarcia fal radiowych mogą być również spowodowane szumem wewnętrznym pulsara. Dr Goncharov powiedział: Aby dowiedzieć się, czy obserwowany „wspólny” dryf ma pochodzenie fal grawitacyjnych, czy też sygnał fal grawitacyjnych znajduje się głębiej w szumie, musimy kontynuować pracę z nowymi danymi z rosnącej liczby matryc czasowych pulsarów na całym świecie.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
OzGrav

Vega

Na ilustracji: Symulacja zderzających się dwóch czarnych dziur. Źródło: NASA

Dodaj komentarz

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.