ارسال شده در 2022/04/13
ارسال شده در 2022/04/13
[در ویدئو] امواج گرانشی: تشخیص آنها در یک دقیقه توضیح داده شد . این نوسانات فضا-زمان از ادغام دو سیاهچاله با جرم حدود 30 برابر خورشید ما به وجود می آیند. در این ویدئو کشف کنید که چگونه دانشمندان Ligo توانستند این اولین اندازه گیری ها را انجام دهند.
قبل از شناسایی امواج گرانشی تولید شده از ادغام سیاهچاله ها، امواج شناخته شده در سیستم های دوتایی کمتر از 15 جرم خورشیدی داشتند. برای توضیح وجود سیاهچاله‌های چند ده جرم خورشیدی که بعداً کشف شد، شبیه‌سازی‌های عددی برای اولین بار محاسبه شد که پس از برخورد ستارگان پرجرم چه اتفاقی می‌افتد. اینها سیاهچاله ها هستند، که برخی از آنها ممکن است معمای توده های غیرعادی بالای سیاهچاله های کشف شده با Ligo و Virgo را توضیح دهند.
اولین نامزدها برای عنوان سیاهچاله، یعنی اجرام به قدری فشرده که یک ناحیه بسته از فضازمان را تشکیل می دهند که مانند غشایی عمل می کند که فقط در یک جهت می توان از بیرون به داخل عبور کرد، زیرا برای فرار از این حباب لازم است. برای اینکه بتوانند از سرعت نور تجاوز کنند، توسط انتشارات اشعه ایکس خود بودند .
در واقع، در این مورد، ستاره فشرده بخشی از یک سیستم دوتایی با ستاره ای است که گاز استخراج شده توسط نیروهای جزر و مد سیاهچاله از آن جریان می یابد. گازی که در حین حرکت مارپیچی به سمت سیاهچاله یک دیسک برافزایشی با نیروهای اصطکاک چسبناک بین حلقه‌های دیسک تشکیل می‌دهد که گرمای زیادی آزاد می‌کند که ماده به پلاسمای داغ و یونیزه‌شده تبدیل می‌شود که قادر به انتشار جریان‌هایی از اشعه X است.
می‌توانیم جرم این سیاه‌چاله‌ها را که بخشی از ستاره‌های دوتایی X هستند، تخمین بزنیم، و جرم آنها بین 5 تا 15 خورشیدی است. این نسبتاً با سناریوها و مدل‌های تشکیل سیاهچاله‌های ستاره‌ای به مناسبت فروپاشی گرانشی ستاره‌ای با جرم حداقل حدود 30 خورشیدی که سپس به‌عنوان یک ابرنواختر SN II منفجر می‌شود، مطابقت دارد.
بنابراین شگفت‌انگیز بود که اولین کشف مستقیم موج گرانشی ادغام سیاه‌چاله‌ها در یک منظومه دوتایی در سال 2015 روی زمین، نشان داد که سیاه‌چاله‌های قبل از برخورد، هر کدام جرمی در حدود 30 جرم خورشید داشتند. پس از مورد منبع GW150914 ، مورد منبع GW190521 در 21 مه 2019 حتی خیره‌کننده‌تر بود زیرا تجزیه و تحلیل سیگنال شناسایی شده با Ligo و Virgo نشان داد که همجوشی بین دو سیاهچاله به ترتیب 85 رخ داده است. و 66 جرم خورشیدی در اطراف، ایجاد یک سیاهچاله جدید با جرم حدود 140 خورشیدی (توده های گمشده به عنوان انرژی در تابش گرانشی همجوشی باقی مانده است).
ژان پیر لومینه، مدیر تحقیقات CNRS و فرانسوا کومب، استاد کالج دو فرانس، درباره سیاهچاله ها به ما می گویند. © بنیاد هوگو از کالج دو فرانس
بنابراین، اخترفیزیکدانان نسبی‌گرا به دنبال توضیحی برای وجود این سیاه‌چاله‌ها بوده‌اند و چندین سناریو ممکن و به‌هیچ‌وجه انحصاری شروع به توسعه کرده‌اند. یکی از آنها موضوع شبیه سازی کامپیوتری ماهرانه توسط تیم همکاری Demoblack (مخفف " جمعیت شناسی باینری های سیاه چاله در عصر نجوم امواج گرانشی "، یعنی جمعیت شناسی دوتایی های سیاه چاله در عصر نجوم امواج گرانشی بود. ) از دانشگاه پادوا در ایتالیا.
به رهبری اخترفیزیکدان Michela Mapelli ، نتایج به دست آمده توسط محققان این گروه اخیراً در جلسه انجمن فیزیک آمریکا ارائه شد.
در اینجا سناریوی بررسی شده است.
به طور کلی، در کهکشانی مانند کهکشان راه شیری ، چگالی سیال خود گرانشی ستارگان به قدری کم است که توصیف نظریه جنبشی گازها با معادله معروف بولتزمن، که رفتار آنها را توصیف می کند، شامل هیچ عبارتی نمی شود. برخورد . واضح است که ستارگان تقریباً هیچ شانسی برای برخورد ندارند.
اما در خوشه های باز ستارگان جوان که در اثر فروپاشی یک ابر مولکولی سرد بزرگ به وجود می آیند، چنین نیست. مسلماً، این خوشه ها واقعاً توسط گرانش خود به هم مرتبط نیستند و نیروهای جزر و مدی اعمال شده توسط ماده دیسک هایی که در آن قرار دارند، آنها را حداکثر تا چند ده میلیون سال به طور کلی جدا می کند. اما این برای تشکیل جفت ستاره با برخورد کافی است.
ستارگان جوان پرجرم که سوخت خود را قبل از انفجار در ابرنواخترها در چند میلیون سال می سوزانند، در این خوشه های باز شکل می گیرند و بنابراین ممکن است برخوردهایی به دنبال همجوشی داشته باشیم. کار میشلا ماپلی و همکارانش مربوط به ادغام این ستارگان با جرم های 40 تا 60 خورشیدی برای اولین بار در این خوشه های باز است و آنها نشان می دهند که در واقع سیاهچاله های ستاره ای چند ده جرم خورشیدی می توانند ظاهر شوند.
نکته مهم، دوباره به دلیل اینکه خوشه‌ها به اندازه کافی متراکم باقی می‌مانند، جفت‌هایی از این سیاه‌چاله‌های عظیم می‌توانند تشکیل شوند و با از دست دادن انرژی به شکل امواج گرانشی با هم برخورد کنند، که باعث کاهش فاصله بین اجزای این جفت‌ها می‌شود و در نتیجه سیاه‌چاله‌ای عظیم‌تر ایجاد می‌شود. که به نوبه خود …
میشلا ماپلی مشکل تشکیل سیاهچاله های دوتایی را که با امواج گرانشی شناسایی شده اند توضیح می دهد. برای به دست آوردن ترجمه فرانسوی نسبتاً دقیق، روی مستطیل سفید در پایین سمت راست کلیک کنید. سپس باید زیرنویس انگلیسی ظاهر شود. سپس روی مهره سمت راست مستطیل، سپس بر روی “Subtitles” و در نهایت بر روی “Translate automatically” کلیک کنید. "فرانسوی" را انتخاب کنید. © موسسه ریاضیات محض و کاربردی (IPAM)
بنابراین این سناریوی رشد سلسله مراتبی ممکن به نظر می رسد. به گفته ماپلی، این برخوردهای ستاره ای در نهایت می تواند سیاهچاله های دوتایی با جرم بیشتر از 40 خورشید ایجاد کند. برخوردها و ادغام‌های مکرر می‌توانند سیاهچاله‌هایی با جرم بسیار بالاتر، بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰۰ برابر جرم خورشید ایجاد کنند.
ما مطمئن نیستیم که این برخوردها تنها توضیح ممکن برای رویدادی مانند GW190521 باشد. این شبیه سازی ها بقیه را رد نمی کند .
در واقع، به عنوان مثال، پیشنهاد شده است که این نوع سیاهچاله دوتایی محصولی از تصرف متقابل اعضای جمعیت زیادی از سیاهچاله های اولیه است که در طی انفجار بزرگ شکل گرفته اند و می توانند ماهیت ماده تاریک را توضیح دهند.
!
از ثبت نام شما سپاسگزاریم.
خوشحالم که شما را در جمع خوانندگان ما دارم!
یک بازی پر هرج و مرج استخر می تواند سیاهچاله های مرموز Ligo و Virgo را توضیح دهد

source