Zwei Supermassive Schwarze Löcher sind bereit für eine katastrophale Kollision, die im ganzen Universum Schockwellen senden wird

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Astrophysiker glauben, Kollisionen von supermassiven Schwarzen Löchern, die theoretisch jeweils Milliarden von Materie enthalten, wie unsere Sonne, innerhalb der nächsten zehn Jahre zu entdecken. Das ist die Vorhersage, die Wissenschaftler in einer neuen Veröffentlichung in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlichen .

Das ist nicht die Art von Ereignis, die wir mit den hochempfindlichen, weit entfernten Hörgeräten hören können, dem Laserinterferometer Gravitationswellenobservatorium (LIGO), das seit Februar 2016 vier Beispiele für Schwarze Löcher aufgezeigt hat. All diese Ereignisse waren von viel kleineren schwarzen Löchern, von mehr als 30 mal so groß wie unsere Sonne.

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Aber die Mechanik, die während einer supermassiven Verschmelzung von Schwarzen Löchern Gravitationswellen erzeugt, funktioniert mehr oder weniger auf dieselbe Weise wie diese Miniaturkollisionen.

Supermassereiche Schwarze Löcher lauern in den Zentren von Galaxien, und wenn diese Galaxien zusammenstoßen, werden sich ihre supermassereichen Schwarzen Löcher zunächst langsam umeinander winden, wie Wasser in einem Abfluss, und schließlich auch verschmelzen. Während des Tanzes verzerren ihre erstaunlich großen Massen die Schwerkraft in ihrer Nachbarschaft und erzeugen Gravitationswellen, die sich von der Kollisionsstelle aus ausbreiten.

11_13_black_hole_merger Schwarze Löcher verschmelzen zu supermassereichen Schwarzen Löchern, die sich bei Kollisionen von Galaxien verschmelzen können. NASA

Diese Gravitationswellen werden für die LIGO-Detektoren und ihr neues europäisches Pendant Virgo viel zu tief sein, um sie aufzuheben – aber Wissenschaftler sollten sie trotzdem messen können. Das liegt daran, dass diese Wellen eine ganz besondere Art von sternartigem Objekt namens Pulsar stören sollten.

Pulsare funkeln mit einer festgelegten Rate, die Wissenschaftler messen können, weil sie zwei Strahlen von Radiowellen in entgegengesetzte Richtungen aussenden, während sie sich in einer anderen Ebene drehen, was bewirkt, dass sich die Strahlen wie ein Scheinwerfer drehen. Aber Gravitationswellen senden Schauer über das Universum, wodurch die Entfernung zwischen der Erde und einem Pulsar ein wenig wackelt, was Wissenschaftler in der Signatur des Pulsars sehen können sollten.

Wissenschaftler haben bereits eine Vielzahl von Instrumenten, die auf Pulsare starren, darunter das Parkes Pulsar Timing Array in Australien, das nordamerikanische Nanohertz Observatorium für Gravitationswellen und das European Pulsar Timing Array.

Basierend auf Schätzungen der Anzahl der supermassereichen Schwarzen Löcher und der Anzahl von Pulsaren, die Wissenschaftler als Indikatoren verwenden können, schätzt das neue Papier Wissenschaftler, die Berührung der Gravitationswellen einer Kollision innerhalb von zehn Jahren zu erkennen. Wenn wir das nicht tun, so argumentieren die Autoren, könnte das bedeuten, dass wir nicht wirklich verstehen, was im Universum um uns herum vor sich geht, und wir denken, dass wir das tun. Eine Möglichkeit wäre, dass die Schwarzen Löcher steckenbleiben und sich so verlangsamen, dass es Milliarden von Jahren dauern wird, bis sie schließlich kollidieren.

Aber wenn alles gut geht, hat das Team sogar eine Vorhersage darüber, wo die Kollision am wahrscheinlichsten stattfindet: In einer Nachbarschaft wie der Sombrero-Galaxie, wo ein etwas weniger massereiches supermassives Schwarzes Loch bedeutet, würde die Kollision langsamer geschehen, Zeit, um seine Signatur zu erkennen.

Alles, was jetzt noch zu tun ist, ist, die Zeit in Gang zu bringen.

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