Astronomiya

Qara delik böyüməsi

Qara delik böyüməsi

Qara dəliklərin əmələ gəlməsi ilə bağlı son məlumat budur ki, yer və zaman hadisələr üfüqündə sonsuzluğa doğru getdiyindən kənardan heç bir şey heç bir qara dəliyə girmir və bu da qara dəlik üçün sonsuz bir zaman tələb edir formalaşdırmaq. Beləliklə, xaricdən baxanda heç bir qara dəlik qara dəliyə çevrilmək üçün tamamilə bitməmişdir və Hokinq Radiasiyası sayəsində hər qara dəlik tamamilə qara dəliyə çevrilmədən əvvəl buxarlanacaq və bu səbəblə əsla heç bir şəkildə meydana çıxan qara dəlik olmayacaqdır. Kainat. Yaxşı, problem yoxdur. Sual budur ki, heç bir şey qara dəliyə girmədiyi üçün qara dəliklər həqiqətən böyüyür (yəni hadisə üfüqü böyüyür) və ya əbədi olaraq orijinal ölçüləri ilə məhdudlaşırlar (daha böyük bir hadisə yaratmaq üçün birləşən iki qara dəlik xaricində) Üfüq)?

Söhbət hadisənin üfüqdə toplanması barədə deyil; əslində məsələ budur. EH-ni keçib BH-yə girmək əvəzinə, maddə EH-də əmələ gəlir və heç içəri girmir. Buna görə BH heç böyüməz, EH maddənin çoxalması səbəbindən böyüməz.

Xarici müşahidəçi sonsuz uzaqda deyil; Event Horizon-da sonsuzluğa gedən yer-zaman. Əslində, EH-yə yaxınlaşdıqca insanın nə qədər uzaqlaşdığı və oraya çatmağın nə qədər uzun olduğu, həm məkanda, həm də zaman içində sonsuz bir şəkildə uzaqlaşdığı doğru görünür.


Yaxşı sual. Mənə Eynşteynin 1939-cu ildə bir çox cazibə kütləsindən ibarət sferik simmetriyalı dayanıqsız bir sistemdəki kağızı xatırlanır. Dedi “Həm işıq şüalarının, həm də maddi hissəciklərin r = μ / 2 nöqtəsinə çatmaq üçün sonsuz uzun müddət (“ koordinat vaxtı ”ilə ölçülür) çəkdiyini göstərmək asandır”. Qara dəliklərin əsla meydana çıxa bilməyəcəyini düşünə bilərik, ancaq qara dəliklərin olduğuna dair dəlillərimiz var, 2008-ci ildən bəri Gillesan və digərlərinin Qalaktik Mərkəzdəki Kütləvi Qara Delik ətrafında ulduz orbitlərini izləməsinə baxın. Bəs nə verir?

Daha çox ipucunun orijinal "donmuş ulduz" qara dəlik konsepsiyasında olduğunu düşünürəm. Robert Oppenheimer və Hartland Snyderin davamlı cazibə daralması haqqında 1939-cu il sənədinə baxın. Remo Ruffini və John Wheelerin qara dəliyi təqdim edən 1971 Physics Today məqaləsinə də baxın. Sistemin bir mənada donmuş bir ulduz olduğunu, başqa bir mənada sistemin heç donmadığını söylədilər. Onlar da dedilər “Rəqəm 3-ə görə, bir test hissəciyinin qara dəliyə doğru düşməsi uzaq bir müşahidəçinin gördüyü kimi r = 2m ilə bitir. Düşmə, test kütləsinin özü ilə düşən birinə görə r = 0 ilə bitər. Həqiqətin iki fərqli versiyası necə uyğun ola bilər? ” Onlar edə bilməzlər.

Bəziləri deyirlər ki, bu donmuş ulduzlu qara dəlik düz ola bilməz, çünki hadisə üfüqündən heç bir şey keçmir və bu səbəbdən qara dəliklər böyüyə bilməz. Axı Einşteynin dediyi az və ya çoxdur. Ancaq bir dolu daşı baxımından düşünün. Bir su molekulu olduğunuzu düşünün. Dolu səthinə düşdünüz. Bu səthdən keçə bilməzsən. Ancaq hazırda digər su molekulları ilə əhatə olunmusunuz və nəticədə onlar tərəfindən basdırılmışsınız. Səthdən keçə bilməyincə səth sənin içindən keçə bilər. Beləliklə, donmuş ulduzlu qara dəlik dolu kimi böyüyür.


TL; DR yazının sonunda diaqrama baxın.

Sonra Nisbilik prinsipi, fizika qanunları hər yerdə və hər müşahidəçi üçün eynidir. Buna baxmayaraq, müşahidəçilərin ölçüləri ümumi nisbi qaydalar çərçivəsində uyğun olduğu müddətcə fərqli ola bilər. Bundan əlavə, üfüqlər bəzi müşahidəçilər tərəfindən ölçülənləri məhdudlaşdırır. Bu ruhda bir Gedanken təcrübəsi edək:

Rəfdən kənar bir qara dəlik məsafəsi götürün: dönməyən, yüklənməmiş və kütləsi $ M $ olan kürə simmetrikdir. Qara dəliyə doğru düşən bəzi maddələr əlavə edin: sferik simmetriyanı qorumaq üçün nazik bir qaz qabığı (çox aşağı sıxlıqlı qaz, belə ki, istilik və digər yığılma proseslərini görməməzlikdən gələ bilərik). Qaz qabığını izləyən və sabit aralıqlarla işıq siqnalları yayan bir mayak ataq. Nə baş verir?

Sərbəst Düşən Müşahidəçi

Bunu əslində sözlərlə izah etmək həqiqətən sadədir: Hər şey özünəməxsusluğa çırpılır (və ya digər fiziklərin oraya atdıqları bütün kosmik gəmilərdən, astronavtlardan, mayaklardan və hipotetik hissəciklərdən hər hansı bir zibil yığıla bilər).

Uzay vaxtının əyriliyi təkliyə və artır qara dəliyin mərkəzindən başqa heç bir əyrilik təkliyi yoxdur. Bu, qazın və işığın hadisələrin üfüqündən düz bir şəkildə düşdüyünü və bunların nöqteyi-nəzərindən fövqəladə bir şey olmadığını (həddindən artıq cazibə lensləri və nəzərə çarpan gelgit qüvvələri xaricində) deməkdir. Diqqətəlayiq olaraq, mərkəzi təkliyə çatırlar sonlu vaxt, yəni mayak, təkliyə vurmadan əvvəl sonlu sayda siqnal yayır.

Xarici müşahidəçi

Kənar bir müşahidəçini sabit bir mövqedə təyin etdiniz, ancaq sonra o qədər uzaq olan sabit bir mövqeyə gedin ki, onu sonsuz uzaqda adlandıraq. Bu təsviri və seçilən ən ümumi müşahidəçilərdən biri üçün riyazi cəhətdən əlverişlidir, çünki artıq qara dəliyin cazibə qüvvəsini hiss etmirsiniz və gündəlik boşluq koordinatlarınız tam olaraq Schwarzschild metrikasının koordinatlarıdır. Bu sonsuzluq yalnız rahatlıq üçün təxmin edilir və hadisə üfüqündə sonsuzluqla heç bir əlaqəsi yoxdur.

Bu kənar müşahidəçi qazın qara dəliyə doğru düşdüyünü görür. Hadisə üfüqünə yaxınlaşdıqca yavaşlayır və zəifləyir. Səbəb budur ki, işığın qara dəliyin cazibə quyusundan çıxması üçün getdikcə daha çox vaxt lazımdır. Tam olaraq hadisə üfüqündə yayılan işığın bu müşahidəçiyə çatması üçün sonsuz uzunluq lazımdır. Fənərin hadisə üfüqünü keçməmişdən əvvəl yaydığı siqnallar (sərbəst düşən müşahidəçinin öz vaxtında) sonsuza qədər uzanır və müşahidəçinin ölçə biləcəyi ümumi siqnal sayı hələ də son dərəcədir. Əsasən mayak ömrü müşahidə oluna bilən hissəyə və müşahidə olunmayan hissəyə bölünə bilər. Müşahidə oluna bilən hissə sonsuzluğa qədər uzanmışdır ki, işığın yavaşladığını deyirik.

İşığın daha uzun çəkdiyini söyləmək tamamilə doğru deyil və bir şəkildə daha çox yer olduğunu söyləməyə bənzəyir, çünki işıq sürəti sabitdir. Bu, Schwarzschild koordinatları tərəfindən düzgün təsvir edilmişdir koordinat təkliyi hadisə üfüqündə. Bu təklikdir boşluq müddətinə xas deyil (əyri təklik deyil), lakin bu koordinat sisteminin seçilməsindən yaranır.

Bu təsvir eyni dərəcədə etibarlıdır və sərbəst düşən müşahidəçi kimi düzgün fiziki davranışı təsvir edir. Bu iki fərqli müşahidənin ziddiyyətli paradoksunu müşahidəçilər arasındakı digər bir çox ehtimal olunan paradoks kimi xüsusi nisbi nisbətdən çevrilməyə diqqətlə baxaraq təmizləmək olar.

Tədbir Üfüqünü böyütmək

İndi sualın mərkəzinə gəlirik: hadisə üfüqünün dəyişməsi. Qara dəlik $$ R_1 = frac {2 G M} {c ^ 2} səviyyəsində bir hadisə üfüqünə malikdir. $$ İlkin qara dəliyin kütləsinin ikinci bir Schwarzschild radiusu var $ M $ və ümumi qaz kütləsi $ m $ ilə birlikdə: $$ R_2 = frac {2 G (M + m)} {c ^ 2}> R_1. $$ Xarici müşahidəçi qazın xarici hadisə üfüqünə $ R_2 $ yaxınlaşdığını görür. Səbəbini görmək üçün sərbəst düşən müşahidəçiyə keçin və xarici hadisə üfüqündən keçərkən mayak tərəfindən yayılan işığın nə olduğunu yoxlayın.

Schwarzschild radiusunun $ R_1 $ -dan $ R_2 $ -ə qədər genişlənməsi qaz qabığının özündə gördüyünüz bir şey deyil. Lakin, əvvəl düşmüş digər accreting məhsulları tutuldu! Qaz qabığımızı işə salmadan əvvəl qara dəliyə girən bir ehtiyatsız astronavt düşünün. Görmə nöqtəmizdən $ R_1 $ hadisə üfüqünə yaxınlaşdığını görürük. Ancaq bir nöqtədə qaz qabığı köhnə hadisə üfüqünə o qədər yaxındır ki, yeni xarici hadisə üfüqi əvvəllər bizə çatmaq üçün gələ bilən işığın bir qismini maneə törədir. Hələ də astronavt obrazı tamamilə yox olmur, yalnız astronavtın vaxtını daha az müşahidə edə bilərsiniz.

Bunu qrafik olaraq daha asan izah etmək olar, ona görə də eskiz hazırladım. Schwarzschild koordinatlarındadır və ən vacib xüsusiyyəti işıq konusunun hadisə üfüqünə yaxınlaşdıqca bağlandığı və özünəməxsusluğa doğru əyilməsidir. Tam olaraq hadisə üfüqündə işıq konisi yaxşı təyin olunmayıb.

A nöqtəsində yayılan astronavtdan gələn işıq bizə görünə bilər, ancaq qaz qabığı tərəfindən təxirə salınır. B nöqtəsində yayılan işıq çox gecikir və anın sonsuzluğa uzanacağı məhdud vəziyyətə yaxındır. C nöqtəsindən gələn işıq bizə əlavə kütlə olmadan gələ bilərdi, amma indi əlavə kütlə ilə bağlıdır.

Düşünmürəm ki, C nöqtəsindən gələn işığın qara dəliyin içərisində necə bitdiyini izah edən çox gözəl bir təsvir var, çünki koordinat təkliyi artıq sabit bir nöqtədə deyil və vakuum olmayan qara dəlik həlləri hər halda çətin olur.

Əlavə olaraq, qaz qabığını yalnız sonsuza qədər görə bilirdiniz, əgər bir daha başqa bir maddə düşməsə və gizlədə bilməzsə. John Duffield-in cavabındakı dolu dolu bənzətmə, hadisələrin üfüqdə böyüməkdə olan hərəkətini olduqca gözəl bir şəkildə keçərək göstərir.


Alimlər nəhəng qara dəliklərin necə böyüdüyünü sirrləşdirdilər

Qara dəliklər son on ildə aparılan tədqiqatlar bu qaranlıq cisimlərin ən böyüyünə və maddənin onlara necə töküldüyünə bir az aydınlıq gətirdiyinə görə çoxdan kosmik sirlərdir.

Alimlər, qalan çox bulmacanın içərisində ən böyük qara dəliklərin kainatın başlanğıcında necə doğulduğunu və qara dəliklərin qalaktikaların taleyini necə formalaşdırmasına kömək edə biləcəyini söyləyirlər.

Parisdəki Astrofizika İnstitutunun astrofiziki Marta Volonteri, "Qalaktikalardakı nəhəng qara dəliklər" sahəsi son 12 ildə həqiqətən öz-özünə inkişaf etdi və indi astronomiyanın ən isti sahələrindən biridir "dedi. .com. Volonteri, Science jurnalının 3 Avqust sayında ortaya çıxan ən böyük qara dəliklərin təkamülü ilə əlaqədar bir araşdırmanın müəllifidir.

Qara dəliklərin cazibə qüvvələri o qədər güclüdür ki, heç bir şey, hətta işıq belə qaça bilməz. Astronomlar 1783-cü ildə qara dəlik ehtimalını müzakirə etməyə başladılar və elm adamları 1916-cı ildə qara dəlikləri proqnozlaşdırmaq üçün Einşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsindən istifadə etdilər.

Astronomlar qara dəliklərin iki "ləzzətindən" xəbərdardırlar: Yerin günəş kütləsindən bir neçə on qat çox olan "ulduz kütləsi" və günəş kütləsindən milyardlarla dəfə çox ola bilən "kütləvi" və demək olar ki, bütün Samanyolu qalaktikasındakı bütün ulduzlar. Ulduz kütləsindəki qara dəliklərin ölü ulduz qalıqları olduğu bilinir, ancaq daha kütləvi qara dəliklərin necə meydana gəldiyi bir sirr olaraq qalır. [Şəkillər: Kainatın Qara Delikləri]

İlk böyük qara dəliklər

Kütləvi qara dəliklərin əmələ gəlməsinə dair ən məşhur nəzəriyyələrdən biri onları ilk nəsil ulduzlarla əlaqələndirir. Bununla birlikdə, son simulyasiyalar bu ulduzların günəş kütləsindən bir neçə on qat çox olmadığını söylədi, dedi Volonteri? ən böyük qara dəliklərin kütləsini asanlıqla əldə etmək üçün çox kiçikdir.

Alternativ bir ssenari, kütləvi qara dəliklərin təxminən 2 milyon ildən az bir müddətdə sürətlə yığılan qazdan doğan günəş kütləsinin 1 milyon qatına qədər olan ulduzlardan qaynaqlandığını irəli sürür. Başqa bir model, kütləvi qara dəliklərin ləpələrinin qalaktikalar mərkəzlərindəki günəş kütləsindən bir neçə min qat daha çox ulduz meydana gətirmək üçün birləşən sıx ulduz qruplarından doğduğunu və bunun nəticəsində qara dəliklər meydana gəldiyini göstərir.

Qəribədir ki, astronomlar bu yaxınlarda kosmosun bir milyard yaşından kiçik yaşlarında milyard günəş kütləsindəki qara dəliklərin olduğunu aşkar etdilər. Elm adamları, kainat tarixində bu qədər böyük qara dəliklərin necə meydana gələ biləcəyini məmnuniyyətlə izah etməkdə çətinlik çəkirlər.

Eddington həddi olaraq bilinən müəyyən bir nöqtədən sonra, qara dəliyə doğru axan maddənin sərbəst buraxdığı enerji, həmin qara dəliyin nə qədər böyüyə biləcəyini məhdudlaşdıraraq axını dayandırmalıdır. Böyük partlayışdan sonra milyard milyard günəş kütləsindəki qara dəliklərin meydana gəlməsi mümkün olsa da, "bütün ehtimallar qara dəlik üçün əlverişli olmalıdır, buna görə yalnız şanslı qara dəliklər bunu edə bilər" dedi.

Alimlər indi qara dəliklərin Eddington həddini aşa biləcəyini və sözdə super Eddington nisbətində böyüyə biləcəyini araşdırırlar. "Bu, qara dəlik böyüməsini asanlaşdıracaq" dedi Volonteri.

Qara dəliklər və onların qalaktikaları

Bu kütləvi qara dəliklərin qalaktikalarının necə böyüdüyünə və ya əksinə üstünlük təşkil etməsinə dair mübahisəli bir sual olaraq qalır. Bəlkə də bu qara dəliklərin buraxdığı enerji qalaktik strukturların ümumi təkamülünü dəyişdirir və ya bəlkə də qalaktikalar bu qara dəliklərə nə qədər qaz düşdüyünə nəzarət edir və bununla da böyüdüklərini tənzimləyir. Başqa bir ehtimal kütləvi qara dəliklərin və qalaktikalarının simbiyotik olaraq inkişaf etməsidir.

Önümüzdəki bir neçə ildə müxtəlif teleskoplar bu sualın cavabını radio, infraqırmızı və görünən işığdan rentgen və qamma şüalarına qədər çox dalğa uzunluğundakı qara dəliklərə daha yaxşı nəzər salmaqla kömək edə bilər.

Kütləvi qara dəliklərin inkişafını öyrənmək çətindir, çünki inkişaf üçün çox vaxt tələb olunur. Bununla birlikdə, ulduz kütləsindəki qara dəliklər, daha böyük əmioğlularına işıq tutmağa kömək edə bilər, çünki insanlar üçün əlçatan olan zaman ölçüsündə inkişaf edir və 100 milyon ulduz kütləsindəki qara dəliklər Süd Yoluna səpələnə bilər.

Ulduz kütləsindəki qara dəliklər tez-tez rentgen binarlığı olaraq bilinən sistemlərdə normal ulduzlarla cütləşir. Son on ildə rentgen rəsədxanaları, alimlərə ulduz kütləsindəki qara dəliklərin partnyor ulduzlarından maddəni necə çəkdiyini öyrənməyə kömək etdi. İngiltərədəki Southampton Universitetinin tədqiqat müəlliflərindən biri olan Rob Fender bildirib ki, bu tapıntılar astrofiziklərə kütləvi qara dəliklərin eyni şeyi necə etdiyini anlamalarına kömək edir.

X-ray ikili sənədlər aylarla il davam edən parlaq radiasiya partlayışları çıxara bilər. Tədqiqatçılar, kütlə böyüdükcə qara dəliklərə yığılan maddənin diskinin temperaturunun artdığına və nəticədə içindəki hidrogenə ionlaşdığına şübhə edirlər. Bu, yığılma diskindəki materialın viskozitesini artırır və yavaşlamasını və qara dəliyə sürüklənməsini asanlaşdırır. Qara dəliyə bu qədər artan maddi tələskənlik, bu sistemlərdən gələn şüalanmalara səbəb olan şeydir. Nəticədə, yığılma diskinin maddəsi tükəndiyindən qara dəliyə maddənin axışı yavaşlayır, bu da diskin sərinləşməsinə və dövrü yenidən qurmasına səbəb olur.

X-ray ikili binalarındakı ulduz kütləsindəki qara dəliklərlə görülən bu fəaliyyət dövrü, böyük qara dəliklərdən görünən təyyarələrin və partlamaların meydana gəlməsinə və gücünə fikir verir. Bu titanik fəaliyyət ətrafdakı qalaktikaları formalaşdıran enerjini sərbəst buraxır.

Bu yaxınlarda böyük bir qara dəlik ətrafında sıx bir şəkildə dönən bir yığma diski aşkar edildi və görünür, çox yaxın gəzən bir ulduzun qalığı. Maraqlıdır ki, bu material qara dəliyin hadisə üfüqünə, heç bir şeyin qaçmadığı sərhədə çox yaxın görünür. "Bu materialdan gələn siqnalları analiz edərək, Einşteynin olduqca nisbətən həyəcan verici olan ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin proqnozlarını sınaqdan keçirə bilərik" dedi Miçiqan Universitetinin astrofiziki Rubens Reis, Elmin eyni sayında başqa bir araşdırmanın müəllifidir.


Cornell-dəki Astronomiya Kursu Qara deliklər və Irqi Qaranlıq arasında əlaqə yaradır

Ənənəvi müdriklik, qara dəliklərdə olan "qara" nın irqlə heç bir əlaqəsi olmadığını istərdi. & # 8221

  • Bu hekayəni paylaşın
  • Facebook
  • Twitter
  • Parler
  • Gab
  • Mən
  • Reddit
  • Elektron poçt
  • LinkedIn
  • Pinterest
  • Digg
  • Çap et
  • Bufer
  • Cib
  • WhatsApp
  • Blogger
  • Yahoo poçtu
  • Flipboard
  • Viber
  • Skype
  • Facebook Messenger
  • Linki kopyalayın
  • Bu hekayəni paylaşın
  • Pinterest
  • LinkedIn
  • Digg
  • Çap et
  • Bufer
  • Cib
  • WhatsApp
  • Blogger
  • Yahoo poçtu
  • Flipboard
  • Viber
  • Skype
  • Facebook Messenger
  • Linki kopyalayın

Bir tələbə olsaydınız və bu astronomiya dərsinizdə ortaya çıxsaydı, gülməkdən necə çəkinmək olardı?

Cornell U Kursu deyir ki, Qara Deliklər ‘Irqi Qaranlığa’ Bağlandı

Yalnız Planet Earth deyil, kainatdakı irqçilikdən narahat olan prestijli Cornell Universitetində bir astronomiya kursu ölməz bir sual verdi: “Kosmosla irqi qaranlıq fikri arasında bir əlaqə varmı?”

“Polislərə qarşı müharibə” də daxil olmaqla çoxsaylı kitablar yazan məşhur yazıçı Heather Mac Donald “Journal” qəzetində “Qara dəliklər: Yarış və Kosmos” başlığı ilə yazdığına görə, “şərti hikmət” “qara dəliklərdəki“ qara ”nın irqlə heç bir əlaqəsi olmadığını” iddia edir, lakin astronomiya professoru Nicholas Battaglia və müqayisəli ədəbiyyat professoru Parisa Vaziri həqiqətin əksinə ola biləcəyini iddia edirlər.

Kataloqun təsvirində deyilir:

Adi müdriklik, qara dəlikdəki "qara" nın irqlə heç bir əlaqəsi olmadığını istərdi. Şübhəsiz ki, kosmosla irqi qaranlıq fikri arasında heç bir əlaqə ola bilməz. Ola bilərmi? Çağdaş Qara Tədqiqat nəzəriyyəçiləri, sənətçilər, fantastika müəllifləri dolayısı ilə açıq şəkildə məhz belə bir əlaqə yaradırlar. Nəzəriyyətçilər irq tarixini yaradıcı yollarla şərh etmək üçün “qara dəliklər” və “hadisə üfüqləri” kimi astronomiya anlayışlarından istifadə edirlər, sənətkarlar və musiqiçilər isə qaranlığı kosmoloji mövzular və şəkillərlə təlqin edirlər. Müqayisəli Ədəbiyyat və Astronomiya üzrə professorlar tərəfindən birgə tədris olunan bu kurs, Qara Tədqiqatlardakı oxumalar vasitəsilə tələbələri astronomiya anlayışlarının əsasları ilə tanış edəcəkdir. Mətnlərə Michelle Wright və Denise Ferreira da Silva kimi nəzəriyyəçilərin əsərləri, Octavia Butler və Nalo Hopkinson kimi müəlliflər, Sun Ra, Outkast və Janelle Monáe'nin musiqisi daxil ola bilər. Astronomiya konsepsiyalarına elektromaqnit spektri, ulduz təkamülü və ümumi nisbilik daxildir.


Gözləniləndən daha sürətli böyüyən supermassive qara dəliklər

Sürpriz bir şəkildə, yeni məlumatlar, nəhəng qalaktikaların ürəklərindəki supermassive qara dəliklərin ev sahibi qalaktikalarındakı ulduz meydana gəlməsi sürətindən daha sürətli böyüdüyünü göstərir. Şəkil: NASA / CXC

NASA & # 8217s Chandra X-Ray Rəsədxanası, Hubble Kosmik Teleskopu və digər rəsədxanalardan istifadə edərək aparılan yeni işlər, supermassive qara dəliklərin onları yerləşdirən kütləvi qalaktikalarda ulduz əmələ gəlməsi sürətindən çox daha sürətli böyüdüyünü göstərir.

Əvvəlki müşahidələr astronomların Günəşin kütləsindən milyonlarla milyard qat çox olan qalaktik ulduz meydana gəlməsi və supermassive qara dəliklərin böyüməsi nisbətlərinə inanmasına səbəb oldu.

Ancaq Chandra, Hubble və digər teleskoplardan alınan məlumatlar, kütləvi qalaktikaların ürəyində gizlənən qara dəliklərin daha az kütləvi ulduz sürülərindəkindən daha sürətli böyüdüyünü göstərir. Əslində, supermassive bir qara dəliyin böyüməsi ilə ev sahibi qalaktikadakı ulduzların böyümə sürəti arasındakı nisbət 100 milyard günəş kütləsi olan qalaktikalarda təxminən 10 milyard günəş kütləsi olan qalaktikalara nisbətən 10 dəfə çoxdur.

& # 8220Biz milyardlarla il əvvəl başlayan bir yarışı yenidən qurmağa çalışırıq, & # 8221, Qara dəlik böyümə nisbətləri ilə əlaqədar iki araşdırmadan birinə rəhbərlik edən Pennsylvania Dövlət Universitetinin tədqiqatçısı Guang Yang, bir Chandra buraxılışında dedi. & # 8220Bu kosmik rəqabətin necə inkişaf etdiyini anlamaq üçün fərqli teleskoplardan alınan qeyri-adi məlumatlardan istifadə edirik. & # 8221

Penn State-in həmmüəllifi Niel Brandt da dedi: & # 8220Bəs açıq bir sual niyədir? Bəlkə də kütləvi qalaktikalar soyuq qazları mərkəzi supermassive qara dəliklərinə qidalandırmaqda daha az kütlələrə nisbətən daha təsirli olur. & # 8221

Yang, Brandt və həmkarları 4.3 ilə 12.2 milyard işıq ili məsafəsində qalaktikalarda qara dəlik araşdırdılar. İkinci qrup tədqiqatçı, müstəqil olaraq, qara dəliyin kütləsi ilə rentgen və radio yayımları arasında müəyyən bir əlaqə quraraq Yerdən təxminən 3,5 milyard işıq ilinə qədər olan qruplarda 72 qalaktikanı araşdıraraq eyni nəticəyə gəldi.

& # 8220Biz gözlədiyimizdən çox daha böyük qara dəliklər tapdıq & # 8221, İspaniyadakı Kosmik Elmlər İnstitutundan Mar Mezcua dedi. & # 8220Bəlkə böyümək üçün bu yarışda bir başlanğıc var və ya bəlkə də milyardlarla il davam edən böyümə sürətində bir üstünlük var. & # 8221

Nümunələrindəki qara dəliklərin demək olar ki yarısının Günəşin kütləsindən ən azı 10 milyard dəfə çox olduğu və bunları & # 8220ramramassive & # 8221 çəki dərəcəsinə saldığı təxmin edildi.


Cornell-dəki Astronomiya Kursu Qara deliklər və Irqi Qaranlıq arasında əlaqə yaradır

Ənənəvi müdriklik, qara dəliklərdə olan "qara" nın irqlə heç bir əlaqəsi olmadığını istərdi. & # 8221

  • Bu hekayəni paylaşın
  • Facebook
  • Twitter
  • Parler
  • Gab
  • Mən
  • Reddit
  • Elektron poçt
  • LinkedIn
  • Pinterest
  • Digg
  • Çap et
  • Bufer
  • Cib
  • WhatsApp
  • Blogger
  • Yahoo poçtu
  • Flipboard
  • Viber
  • Skype
  • Facebook Messenger
  • Linki kopyalayın
  • Bu hekayəni paylaşın
  • Pinterest
  • LinkedIn
  • Digg
  • Çap et
  • Bufer
  • Cib
  • WhatsApp
  • Blogger
  • Yahoo poçtu
  • Flipboard
  • Viber
  • Skype
  • Facebook Messenger
  • Linki kopyalayın

Bir tələbə olsaydınız və bu astronomiya dərsinizdə ortaya çıxsaydı, gülməkdən necə çəkinmək olardı?

Cornell U Kursu deyir ki, Qara Deliklər ‘Irqi Qaranlığa’ Bağlandı

Yalnız Planet Earth deyil, kainatdakı irqçilikdən narahat olan prestijli Cornell Universitetində bir astronomiya kursu ölümsüz bir sual verdi: “Kosmosla irqi qaranlıq fikri arasında bir əlaqə varmı?”

“Polislərə qarşı müharibə” də daxil olmaqla çoxsaylı kitablar yazan məşhur yazıçı Heather Mac Donald “Journal” qəzetində “Qara dəliklər: Yarış və Kosmos” başlıqlı məqaləni yazdığına görə, “şərti hikmət” “qara dəliklərdəki“ qara ”nın irqlə heç bir əlaqəsi olmadığını” iddia edir, lakin astronomiya professoru Nicholas Battaglia və müqayisəli ədəbiyyat professoru Parisa Vaziri həqiqətin əksinə ola biləcəyini iddia edirlər.

Kataloqun təsvirində deyilir:

Adi müdriklik, qara dəlikdəki "qara" nın irqlə heç bir əlaqəsi olmadığını istərdi. Şübhəsiz ki, kosmosla irqi qaranlıq fikri arasında heç bir əlaqə ola bilməz. Ola bilərmi? Çağdaş Qara Tədqiqat nəzəriyyəçiləri, sənətçilər, fantastika müəllifləri dolayısı ilə açıq şəkildə məhz belə bir əlaqə yaradırlar. Nəzəriyyəçilər irq tarixini yaradıcı yollarla şərh etmək üçün “qara dəliklər” və “hadisə üfüqləri” kimi astronomiya anlayışlarından istifadə edir, sənətkarlar və musiqiçilər isə qaranlığı kosmoloji mövzular və şəkillərlə təlqin edirlər. Müqayisəli Ədəbiyyat və Astronomiya üzrə professorlar tərəfindən birgə tədris olunan bu kurs, Qara Tədqiqatlardakı oxumalar vasitəsilə tələbələri astronomiya anlayışlarının əsasları ilə tanış edəcəkdir. Mətnlərə Michelle Wright və Denise Ferreira da Silva kimi nəzəriyyəçilərin əsərləri, Octavia Butler və Nalo Hopkinson kimi müəlliflər, Sun Ra, Outkast və Janelle Monáe'nin musiqisi daxil ola bilər. Astronomiya konsepsiyalarına elektromaqnit spektri, ulduz təkamülü və ümumi nisbilik daxildir.


Supermassive qara dəliklər necə bu qədər böyüdü?

Astronomlar, M87 qalaktikasının mərkəzindəki deşiklər kimi supermassive qara dəliklərin bu qədər necə böyüdüyünü təyin etməyə çalışırlar. Kredit: EHT Əməkdaşlıq

İlk kainatdakı qara dəliklər bir az problem yaradır. Yerdəki və kosmosdakı teleskoplardan apardığımız müşahidələrə əsasən bəzi qara dəliklərin Böyük Partlayışdan bir milyard il sonra günəş kütləsindən milyard qat artdığını bilirik. Qara dəlik böyüməsinin hazırkı modellərimiz, bu böyümə sürətini izah edə bilmir. Bəs bu çox böyük qara dəliklər necə yarandı?

Bu astronomları çoxdan əziyyətləndirən bir problemdir. İndiki anlayışımız bu zaman kəsiyində Günəşin kütləsindən 100.000 qat çox olan yalnız ara kütlə adlanan qara dəliklərin böyüməsi lazım olduğunu göstərir. Və bu sürətli qara dəlik böyüməsi üçün bir neçə nəzəriyyə irəli sürülsə də, cavab əlçatmaz olaraq qalır.

"Bu, hələ astrofizikada böyük bir problemdir" dedi.

Qara dəliklər, kütləvi bir ulduzun yanacağı bitdikdən sonra meydana gəlir, bəzən də supernovadan, digər zamanlarda da süpernova olmadan meydana gəlir ki, bu da birbaşa çökmə ssenarisi adlanır. Bir ulduzun yanacaq yanacağı qalmadıqda, artıq kütləsini saxlaya bilmir və çökür. Ulduzun kütləsi kifayət qədər böyük olsaydı, heç bir şeyin, hətta işığın da qaça bilməyəcəyi - qara dəlik olan böyük bir cazibə qüvvəsi olan bir cismə çökəcəkdir.

Qara dəlik tədricən getdikcə daha çox yaxınlıqdakı toz və qazı çəkdikdə, böyüyə bilər və nəticədə 2019-cu ilin aprelində görüntülənən ilk kimi supermassive bir qara dəliyin nəhəng nisbətlərinə çatır. Elm adamları indi supermassive qara dəliklərin olub olmadığını araşdırırlar. böyük 'toxum' qara deşiklər meydana gətirmək üçün çökən və böyümələrində onlara bir başlanğıc verən supermassive ulduzlardan meydana gələ bilərdi.

Dr. Regan, supergant ulduzların supermassive qara dəliklər üçün toxum təmin edə biləcəyini modelləşdirmək üçün İrlandiyanın ən güclü super kompüterlərindən biri olan ICHEC-dən istifadə edən SmartStars adlı bir layihəni koordinasiya etdi. Komanda bu ulduzların bu gün demək olar ki, hər qalaktikanın mərkəzində gördüyümüz supermassive qara dəliklərin sürətli böyüməsini hesablaya biləcəyini öyrənmək istədi.

Böyük partlayışdan sonra 200 milyon il ərzində bu cür ulduzların günəş kütləsindən 250.000 qat böyüyə biləcəyini tapdılar. Bununla birlikdə, super kompüterlərin də məhdudiyyətləri var. Tədqiqatçılar bu cür ulduzların gələcəyini bir milyon il üçün yalnız modelləşdirə bildilər, lakin bu ulduzların həqiqətən çox böyük qara dəliklərin toxumu olub olmadığını görmək üçün modelləşdirmə 800 milyon ili əhatə etməlidir.

"Bu, həqiqətən əla bir başlanğıc nöqtəsidir" dedi Dr. Regan. "Növbəti nəsil super kompüterlər ərzində bu simulyasiyaları daha da irəli apara biləcəyik."

Bu qara dəliklərin necə bu qədər sürətlə böyüdüyünə dair digər nəzəriyyələr, qara deliklərin kiçik bir hissəsinin inanılmaz dərəcədə böyüdülməsi və ya daha kiçik qara dəliklərin birləşərək supermassive bir qara dəliyə çevrilməsidir.

Abu Dabidəki Birləşmiş Ərəb Əmirlikləri Universitetinin astrofiziki Dr.Muhammed Latif, super Reaktivin bu anda ən yaxşı nəzəriyyə olaraq qaldığını qəbul edən Regan ilə eyni fikirdədir. Dr. Latif, SmartStars kimi, Fransadakı bir superkompüterdə simulyasiyalardan istifadə edərək supermassive ulduz modelinin inandırıcılığını araşdıran FIRSTBHs layihəsinin əsas tədqiqatçısı idi.

Fransadakı CNRS-də həyata keçirdiyi layihə, supermassive ulduzların günəşimizin kütləsindən yüz min qat daha çox toxum qara dəlik istehsal edə biləcəyini göstərdi. "Bu metodun əsasən mümkün olduğunu gördük" dedi Dr.Lətif, bu başlanğıc toxum qara dəliklərinin kiçik bir zaman çərçivəsində milyard milyard günəş kütləsinin supermassive qara dəliklərinin böyüməsini hesablayacaq qədər böyük olduğunu izah etdi.

Bununla birlikdə, ilk kainatdakı şərtlərin bu qara dəliklərin meydana gəlməsi üçün doğru olması lazımdır. Mümkün olduğu görünən supermassive qara dəliklər istehsal etmək üçün kifayət qədər kütləvi toxum qara dəliklər yaratmaq üçün hidrogen və helyumdan hazırlanmış çox miqdarda materiala ehtiyac olacaqdır.

Ancaq digər açıqlanmayan amillər bunun hələ açıq bir sual olduğu anlamına gəlir. Qara dəliklərin, məsələn, ildə ən azı 0,1 günəş kütləsi nisbətində maddə çəkmələri lazım olacaqdır və hal hazırda bunun mümkün olub olmadığı aydın deyil.

Bir neçə rəsədxana onsuz da erkən kainatdakı qara dəlikləri çox təfərrüatları ilə araşdırmağa imkan verir. 2019-cu ilin oktyabr ayında astronomlar, Çilidəki Atacama Böyük Millimetr / Submillimetr Arrayını (ALMA) uzaq qalaktikanın içərisindəki supermassive qara dəlik ətrafında qalın toz və qaz üzüyü tapmaq üçün istifadə etdiklərini açıqladılar. İki qaz axınının əks istiqamətdə fırlanması ilə, bu halqanın sürətlə böyüməsinə səbəb olacaq qədər böyük maddi qara dəliyi bəsləyə biləcəyi düşünülür.

Əvvəllər, 2019-cu ilin avqust ayında NASA-nın Chandra X-ray Rəsədxanası, kainat mövcud yaşının yalnız 6% -i olduğu zaman sürətlə böyüyən, 'örtülü' bir qara dəliyi görməyi bacardı. Qalın bir qaz buludu, qara dəliyi və bunun nəticəsində meydana çıxan kvazarı gizlədir, onu əhatə edən çox qızdırılmış materialın parlaq bir bölgəsi, lakin Chandra buludun içərisindən rentgen şüalarının çıxdığını görərək onu aşkar edə bildi.

Bununla birlikdə, super telli qara dəliklərin sürətli böyüməsini daha da ətraflı öyrənmək üçün gələcək teleskoplara ehtiyac duyulacaqdır. Məsələn, toxum qara dəliklərin varlığını təxmin edə bilsək də, onları hələ görə bilmirik. NASA-nın 2021-ci ildə istifadəyə verilməsi səbəbindən yaxınlaşan James Webb Space Teleskopu (JWST), kəşf olunmamış toxum qara deliklərini müəyyənləşdirə bilər.

Bu arada Avropa Kosmik Agentliyinin 2031-ci ildə bazara çıxarılması planlaşdırılan Yüksək Enerji Astrofizikası üçün Yüksək Teleskop (ATHENA), bizə superkütləvi qara dəliklərin necə meydana gəldiyini daha yaxşı başa düşməlidir.

"İnsanlar ATHENA missiyası ilə daha yaxşı bir mənzərə əldə edəcəyimizə ümid bəsləyirlər" dedi Dr. Latif. Və bəlkə də tezliklə bu nəhəng obyektlərin qısa müddətdə necə böyüdüyünü biləcəyik.

"Bu uşaq bağçasına getmək və yeddi metr uzunluğunda bir körpə tapmaq kimidir" deyə Dr.Lətif əlavə etdi.


Qara deliklər necə böyüyür

2 Noyabr 2012 - Utah Universiteti astrofizikinin rəhbərlik etdiyi bir araşdırma, əksər qalaktikaların mərkəzində supermassive qara dəliklərin böyüməsi üçün yeni bir izah tapdı: təkrar-tək ulduzları çox yaxın gəzən cüt ulduzlardan tutub udurlar.

Fiziki və astronomiya professoru Ben Bromley, araşdırmanın aparıcı müəllifi olan Ben Samanyolu və digər qalaktikalarımızdakı yeni hesablamalardan və əvvəlki müşahidələrdən istifadə edərək “tutulan ikili ulduz partnyorlarını əmizdirmə nəticəsində qara dəliklərin həddən artıq böyüdüyünü gördük” dedi. 2 Noyabrda onlayn yayımlanmağa hazırlandı Astrofizik Jurnal Məktubları.

"İnanıram ki, bu supermassive qara dəliklərin böyüməsi üçün dominant metod olmalıdır" deyə əlavə edir. “Böyük bir qara dəliyi böyütməyin iki yolu var: qaz buludları və ulduzlarla. Bəzən qaz var, bəzən yoxdur. Bunu başqa qalaktikaların müşahidələrindən bilirik. Ancaq həmişə ulduzlar var. ”

Bromley, "Mexanizmimiz bir ulduzu qara dəliyə aparmaq üçün təsirli bir yoldur" deyir. “Qara dəliyə bir ulduzu hədəf almaq həqiqətən çətindir. İkili atmaq ona atmaq çox asandır. ”Eynilə bir daş atan azmış istifadə edərək hədəfi vurmaq, şnurla bağlanmış iki ağırlığı atan bola ilə vurmaqdan daha çətindir.

Bir-birinin ətrafında dövr edən ikili cüt ulduz “mahiyyət etibarilə ayrı-ayrı ulduzların ölçüsündən çox böyük bir obyektdir, buna görə də qara dəliklə daha təsirli bir şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olacaq” deyə izah edir. "İkili, ulduzlardan birinin qoparılması və yaxalanması üçün təxminən yaxınlaşmaq məcburiyyətində deyil."

Ancaq nəzəriyyəni sübut etmək üçün üç əsas işarəni tapmaq üçün daha güclü teleskoplar tələb olunur: supermassive qara dəliklərin yaxınlığında tutulan çox sayda kiçik ulduz, qara dəliklərdən cazibə qüvvəsi ilə “parçalanan” ulduzların daha çox müşahidəsi və çox sayda “hiper sürət ulduzu”. ikili tərəfdaşları ələ keçirildikdə qalaktikalardan 1 milyon mil / saatdan çox sürətlə atılırlar.

Bromley, a University of Utah astrophysicist, did the study with astronomers Scott Kenyon, Margaret Geller and Warren Brown, all of the Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Mass. The study was funded by both institutions.

What Does a Supermassive Black Hole Eat: Gas or Stars?

Black holes are objects in space so dense that not even light can escape their gravity, although powerful jets of light and energy can be emitted from a black hole’s vicinity as gas and stars are sucked into it.

Small black holes result from the collapse of individual stars. But the centers of most galaxies, including our own Milky Way, are occupied by what are popularly known as “supermassive” black holes that contain mass ranging from 1 million to 10 billion stars the size of our sun.

Astrophysicists long have debated how supermassive black holes grew during the 14 billion years since the universe began in a great expansion of matter and energy named the Big Bang. One side believes black holes grow larger mainly by sucking in vast amounts of gas the other side says they grow primarily by capturing and sucking in stars.

Just last month, other researchers published a theory that a black hole sucks in “food” by tipping its “plates” – two tilted gas disks colliding as they orbit the black hole – in a way that makes the speeding gas slow down so the black hole can swallow it.

Bromley says that theory overcomes a key problem: gas flows into black holes inefficiently. “But are misaligned gas disks common enough to be important for black hole growth?” o soruşur. “It’s fair to say that gas contributes to the growth of black holes, but it is still uncertain how.”

The new theory about binary stars – a pair of stars that orbit each other – arose from Bromley’s earlier research to explain hypervelocity stars, which have been observed leaving our Milky Way galaxy at speeds ranging from 1.1 million to 1.8 million mph, compared with the roughly 350,000 mph speed of most stars.

Munching Binaries: One is Captured, One Speeds Away

“The hypervelocity stars we see come from binary stars that stray close to the galaxy’s massive black hole,” he says. “The hole peels off one binary partner, while the other partner – the hypervelocity star – gets flung out in a gravitational slingshot.”

“We put the numbers together for observed hypervelocity stars and other evidence, and found that the rate of binary encounters [with our galaxy’s supermassive black hole] would mean most of the mass of the galaxy’s black hole came from binary stars,” Bromley says. “We estimated these interactions for supermassive black holes in other galaxies and found that they too can grow to billions of solar masses in this way.”

As many as half of all stars are in binary pairs, so they are plentiful in the Milky Way and other galaxies, he adds. But the study assumed conservatively that only 10 percent of stars exist in binary pairs.

The new study looked at each step in the process of a supermassive black hole eating binary stars, and calculated what would be required for the process to work in terms of the rates at which hypervelocity stars are produced, binary partners are captured, the captured stars are bound to the black hole in elongated orbits and then sucked into it.

The scientists then compared the results with actual observations of supermassive black holes, stars clustering near them and “tidal disruption events” in which black holes in other galaxies are seen to shred stars while pulling them into the hole.

“It fits together, and it works,” Bromley says. “When we look at observations of how stars are accumulating in our galactic center, it’s clear that much of the mass of the black hole likely came from binary stars that were torn apart.”

He refers to the process of a supermassive black hole capturing stars from binary pairs as “filling the bathtub.” Once the tub – the area near the black hole – is occupied by a cluster of captured stars, they go “down the drain” into the black hole over millions of years. His study shows the “tub” fills at about the same rate it drains, meaning stars captured by a supermassive black hole eventually are swallowed.

The study’s key conclusions:

  • The theory accurately predicts the rate (one every 1,000 to 100,000 years) at which hypervelocity stars are observed leaving our galaxy and at which stars are captured into the star cluster seen near our galaxy’s supermassive black hole.
  • The rate of “tidal disruption events,” which are stars being shredded and pulled into supermassive black holes in other galaxies, also matches what the theory predicts, based on the limited number seen since they first were observed in the early 2000s. That rate also is one every 1,000 to 100,000 years.
  • The calculations show how the theory’s rate of binary capture and consumption can explain how the Milky Way’s supermassive black hole has at least doubled to quadrupled in mass during the past 5 billion to 10 billion years.

When the researchers considered the number of stars near the Milky Way’s center, their speed and the odds they will encounter the supermassive black hole, they estimated that one binary star will be torn apart every 1,000 years by the hole’s gravity.

During the last 10 billion years, that would mean the Milky Way’s supermassive black hole ate 10 million solar masses – more than enough to account for the hole’s actual size of 4 million solar masses.

“We found a wide range of black hole masses can be explained by this process,” Bromley says.

Confirmation of the theory must await more powerful orbiting and ground-based telescopes. To confirm the theory, such telescopes should find many more stars in the cluster near the Milky Way’s supermassive black hole (we now see only the brightest ones), a certain rate of hypervelocity stars in southern skies, and more observations of stars being shredded in other galaxies.


Black holes stunt growth of dwarf galaxies

Astronomers at the University of California, Riverside, have discovered that powerful winds driven by supermassive black holes in the centers of dwarf galaxies have a significant impact on the evolution of these galaxies by suppressing star formation.

Dwarf galaxies are small galaxies that contain between 100 million to a few billion stars. In contrast, the Milky Way has 200-400 billion stars. Dwarf galaxies are the most abundant galaxy type in the universe and often orbit larger galaxies.

The team of three astronomers was surprised by the strength of the detected winds.

"We expected we would need observations with much higher resolution and sensitivity, and we had planned on obtaining these as a follow-up to our initial observations," said Gabriela Canalizo, a professor of physics and astronomy at UC Riverside, who led the research team. "But we could see the signs strongly and clearly in the initial observations. The winds were stronger than we had anticipated."

Canalizo explained that astronomers have suspected for the past couple of decades that supermassive black holes at the centers of large galaxies can have a profound influence on the way large galaxies grow and age.

"Our findings now indicate that their effect can be just as dramatic, if not more dramatic, in dwarf galaxies in the universe," she said.

Study results appear in The Astrophysical Journal.

The researchers, who also include Laura V. Sales, an assistant professor of physics and astronomy and Christina M. Manzano-King, a doctoral student in Canalizo's lab, used a portion of the data from the Sloan Digital Sky Survey, which maps more than 35% of the sky, to identify 50 dwarf galaxies, 29 of which showed signs of being associated with black holes in their centers. Six of these 29 galaxies showed evidence of winds -- specifically, high-velocity ionized gas outflows -- emanating from their active black holes.

"Using the Keck telescopes in Hawaii, we were able to not only detect, but also measure specific properties of these winds, such as their kinematics, distribution, and power source -- the first time this has been done," Canalizo said. "We found some evidence that these winds may be changing the rate at which the galaxies are able to form stars."

Manzano-King, the first author of the research paper, explained that many unanswered questions about galaxy evolution can be understood by studying dwarf galaxies.

"Larger galaxies often form when dwarf galaxies merge together," she said. "Dwarf galaxies are, therefore, useful in understanding how galaxies evolve. Dwarf galaxies are small because after they formed, they somehow avoided merging with other galaxies. Thus, they serve as fossils by revealing what the environment of the early universe was like. Dwarf galaxies are the smallest galaxies in which we are directly seeing winds -- gas flows up to 1,000 kilometers per second -- for the first time."

Manzano-King explained that as material falls into a black hole, it heats up due to friction and strong gravitational fields and releases radiative energy. This energy pushes ambient gas outward from the center of the galaxy into intergalactic space.

"What's interesting is that these winds are being pushed out by active black holes in the six dwarf galaxies rather than by stellar processes such as supernovae," she said. "Typically, winds driven by stellar processes are common in dwarf galaxies and constitute the dominant process for regulating the amount of gas available in dwarf galaxies for forming stars."

Astronomers suspect that when wind emanating from a black hole is pushed out, it compresses the gas ahead of the wind, which can increase star formation. But if all the wind gets expelled from the galaxy's center, gas becomes unavailable and star formation could decrease. The latter appears to be what is occurring in the six dwarf galaxies the researchers identified.

"In these six cases, the wind has a negative impact on star formation," Sales said. "Theoretical models for the formation and evolution of galaxies have not included the impact of black holes in dwarf galaxies. We are seeing evidence, however, of a suppression of star formation in these galaxies. Our findings show that galaxy formation models must include black holes as important, if not dominant, regulators of star formation in dwarf galaxies."

Next, the researchers plan to study the mass and momentum of gas outflows in dwarf galaxies.

"This would better inform theorists who rely on such data to build models," Manzano-King said. "These models, in turn, teach observational astronomers just how the winds affect dwarf galaxies. We also plan to do a systematic search in a larger sample of the Sloan Digital Sky Survey to identify dwarf galaxies with outflows originating in active black holes."

The research was funded by the National Science Foundation, NASA, and the Hellman Foundation. Data was obtained at the W. M. Keck Observatory, and made possible by financial support from the W. M. Keck Foundation.


Black Holes Lead Galaxy Growth, New Research Shows

Astronomers may have solved a cosmic chicken-and-egg problem -- the question of which formed first in the early Universe -- galaxies or the supermassive black holes seen at their cores.

"It looks like the black holes came first. The evidence is piling up," said Chris Carilli, of the National Radio Astronomy Observatory (NRAO). Carilli outlined the conclusions from recent research done by an international team studying conditions in the first billion years of the Universe's history in a lecture presented to the American Astronomical Society's meeting in Long Beach, California.

Earlier studies of galaxies and their central black holes in the nearby Universe revealed an intriguing linkage between the masses of the black holes and of the central "bulges" of stars and gas in the galaxies. The ratio of the black hole and the bulge mass is nearly the same for a wide range of galactic sizes and ages. For central black holes from a few million to many billions of times the mass of our Sun, the black hole's mass is about one one-thousandth of the mass of the surrounding galactic bulge.

"This constant ratio indicates that the black hole and the bulge affect each others' growth in some sort of interactive relationship," said Dominik Riechers, of Caltech. "The big question has been whether one grows before the other or if they grow together, maintaining their mass ratio throughout the entire process."

In the past few years, scientists have used the National Science Foundation's Very Large Array radio telescope and the Plateau de Bure Interferometer in France to peer far back in the 13.7 billion-year history of the Universe, to the dawn of the first galaxies.

"We finally have been able to measure black-hole and bulge masses in several galaxies seen as they were in the first billion years after the Big Bang, and the evidence suggests that the constant ratio seen nearby may not hold in the early Universe. The black holes in these young galaxies are much more massive compared to the bulges than those seen in the nearby Universe," said Fabian Walter of the Max-Planck Institute for Astronomy (MPIfA) in Germany.

"The implication is that the black holes started growing first."

The next challenge is to figure out how the black hole and the bulge affect each others' growth. "We don't know what mechanism is at work here, and why, at some point in the process, the 'standard' ratio between the masses is established," Riechers said.

New telescopes now under construction will be key tools for unraveling this mystery, Carilli explained. "The Expanded Very Large Array (EVLA) and the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) will give us dramatic improvements in sensitivity and the resolving power to image the gas in these galaxies on the small scales required to make detailed studies of their dynamics," he said.

"To understand how the Universe got to be the way it is today, we must understand how the first stars and galaxies were formed when the Universe was young. With the new observatories we'll have in the next few years, we'll have the opportunity to learn important details from the era when the Universe was only a toddler compared to today's adult," Carilli said.

Carilli, Riechers and Walter worked with Frank Bertoldi of Bonn University Karl Menten of MPIfR and Pierre Cox and Roberto Neri of the Insitute for Millimeter Radio Astronomy (IRAM) in France.

Copyright © 2009 Associated Universities, Inc.
The National Radio Astronomy Observatory is a facility of the National Science Foundation operated under cooperative agreement by Associated Universities, Inc.


Record-breaking Signal Reveals New Population of Black Holes

By: Govert Schilling September 2, 2020 5

Bu kimi məqalələri gələnlər qutunuza göndərin

Gravitational-wave observatories have detected the most massive black hole merger yet, and it’s challenging our ideas of black hole formation.

Spacetime ripples from the most massive binary black hole collision ever observed.
N. Fischer / H. Pfeiffer / A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics) / Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) Collaboration

A brief burst of spacetime ripples, registered on May 21, 2019 at 03:02:29 UT by the American LIGO and the European Virgo gravitational-wave detectors, confirms the existence of intermediate-mass black holes. It also provides astrophysicists with new insights on the growth of these cosmic gluttons.

“This is hugely exciting,” says black hole researcher Jenny Greene (Princeton).

GW190521, as the 0.1-second signal has been catalogued, was produced some 7 billion years ago, when two “stellar-mass” black holes in a remote galaxy collided and merged into a 142-solar-mass behemoth – by far the heaviest black hole ever found via gravitational waves. The discovery suggests that black holes can grow through successive mergers, maybe all the way up to the supermassive ones found in the cores of galaxies.

The very short duration and the low frequency (about 60 hertz) of the gravitational-wave signal left some wiggle room for other, even more exotic explanations, but the most likely cause is an extremely massive black hole merger, says Virgo collaboration member Chris Van Den Broeck (University of Utrecht, The Netherlands). A detailed analysis of the signal, published September 2nd in Fiziki Baxış Məktubları, reveals that the two colliding black holes weighed in at unprecedented masses, 66 and 85 times the Sun, respectively.

Spacetime ripples from the most massive binary black hole collision ever observed
Deborah Ferguson / Karan Jani / Deirdre Shoemaker / Pablo Laguna / Georgia Tech / MAYA Collaboration

According to astrophysical wisdom, supernova explosions cannot produce black holes with masses between 65 and 120 solar masses. The progenitor stars would have to be between 130 and 200 solar masses or so, but such heavyweights would suffer from a process called pair instability, which blows the star apart without leaving anything behind.

So in the case of GW190521, at least the 85-solar-mass black hole (and possibly the 66-solar-mass one as well) must have formed in a different way — perhaps through an earlier merger event. “Getting an 85-solar-mass black hole is not straightforward, and this could suggest hierarchical merging in a dense environment, like a globular cluster,” says Jay Strader (Michigan State University), an expert on globulars.

The gravitational wave event not only marks the first-ever discovery of a black hole in the so-called pair instability mass gap. The end result of the merger is also the first reliable detection of a black hole with more than 100 solar masses, says Luis Ho (Peking University, China): “These are the long-sought seeds needed to build supermassive black holes.”

This graphic shows the masses of black holes detected through electromagnetic observations (purple), black holes measured by gravitational-wave observations (blue), neutron stars measured with electromagnetic observations (yellow), and neutron stars detected through gravitational waves (orange). GW190521 is highlighted in the middle of the graphic as the merger of two black holes that produced a remnant that is the most massive black hole observed yet in gravitational waves.
LIGO-Virgo / Northwestern U. / Frank Elavsky & Aaron Geller

Intermediate-mass black holes (IMBHs) fill the gap between stellar-mass black holes produced by supernova explosions and the supermassive black holes found in galaxy cores, which can contain the mass of millions or billions of Suns. According to a report published simultaneously in The Astrophysical Journal Letters, GW190521 confirms that IMBHs can form through the merger of two less massive black holes — and that IMBHs might indeed be the missing link in supermassive black hole formation.

However, Strader points out that the hierarchical merging scenario for the formation of supermassive black holes is not without its problems: According to simulations, the merger product is typically ejected from the dense environment where successive mergers could occur. “My guess is that GW190521-like objects are not related to supermassive black hole formation, which probably needs to start with more massive seeds, or with growth primarily from gas accretion rather than mergers,” he says.

Greene, who recently wrote a comprehensive paper on intermediate-mass black holes together with Strader and Ho in Annual Reviews, agrees that all seed formation mechanisms have challenges. “No chance we will be lucky enough that hamısı IMBHs could be formed via one process,” she says. “That said, if we can determine that a series of black hole mergers can work, we have learned something very important.”

Future gravitational wave detectors, such as the proposed Einstein Telescope from Europe and the Cosmic Explorer from the U.S., will be able to observe the merger formation of even more massive black holes between 200 and 1,000 times the mass of the Sun — something that LIGO and Virgo cannot do because of their limited frequency coverage, says Van Den Broeck. Eventually, astronomers may be able to study the birth and evolution of intermediate-mass black holes throughout the history of the universe.

Sky & Telescope contributing editor Govert Schilling is the author of Boş vaxtda dalğalanmalar.


Videoya baxın: الدحيح - ليه بنموت (Oktyabr 2021).