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Amerikanische Astrophysiker haben herausgefunden, wie Schwarze Löcher ihre Neigung ändern, wenn sie verschmelzen

Amerikanische Astrophysiker, die mit den Gravitationswellensensoren LIGO und Virgo die Statistik registrierter Verschmelzungen Schwarzer Löcher untersuchten, testeten die Vorhersagen theoretischer Modelle, denen zufolge in solchen binären Orientierungssystemen die Rotationen jedes einzelnen Schwarzen Lochs vorzugsweise entgegengesetzt ausgerichtet sein werden Weise - Wenn sich ein Schwarzes Loch im Uhrzeigersinn in einem Winkel von 90 ° zur Ebene der Umlaufbahn dreht, dreht sich das zweite gegen den Uhrzeigersinn in einem Winkel von 90 ° zur Ebene der Umlaufbahn. Statistiken zeigten zwar das Vorhandensein einer Tendenz zur Antiausrichtung der Spins von Schwarzen Löchern und das Vorhandensein von Spin-Orbital-Resonanz, aber die Anzahl der Verschmelzungen ist noch zu gering, um daraus eindeutige Schlussfolgerungen zu ziehen, so dass dieses Ergebnis berücksichtigt werden muss vorerst vorläufig. Ein Artikel dazu wurde in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

Verschmelzende Schwarze Löcher fallen allmählich in einer Spirale ineinander, während sie Gravitationswellen ausstrahlen und kinetische Energie verlieren. Schwarze Löcher in einem binären System können sich von sich aus um ihre eigene Achse drehen, und diese Drehung muss im Allgemeinen nicht in derselben Ebene oder in derselben Richtung wie ihre Umlaufbahnrotation erfolgen. Wenn die Rotationen von Schwarzen Löchern jedoch nicht mit ihrer Umlaufbahn übereinstimmen, beginnen sie zu präzedieren und früher oder später stellt sich in dieser Bewegung eine Art Resonanz ein, die sogenannte Spin-Bahn-Resonanz - die Ausrichtung der Rotation verursacht eine Änderung der Orientierung der Umlaufbahn, was wiederum zu einer Änderung der Orientierungsrotationen führt usw. Bisher wurde all dies nur als theoretisches Modell betrachtet, aber jetzt ist es möglich, die Funktionsweise dieser Modelle an realen Verschmelzungen von Schwarzen Löchern zu testen, die mit Gravitationswellensensoren aufgezeichnet wurden.

Seit 2015 werden zwei LIGO-Anlagen zur Registrierung von Gravitationswellen in den amerikanischen Städten Livingston (Louisiana) und Hanford (Washington) eingesetzt, die es ermöglichen, durch den Unterschied zwischen den Strahlengängen, die durch senkrechte Tunnel gehen, Verzerrungen zu identifizieren Raum, verursacht durch gravitative "Wellen". Zwei Jahre später nahmen auch ähnliche europäische Virgo-Sensoren in der Nähe von Pisa, Italien, ihre Arbeit auf. Zusammen ermöglicht uns die Arbeit dieser Detektoren, zusätzliche Daten über die Merkmale der Verschmelzung von Schwarzen Löchern und Neutronensternen zu erhalten und so etwas wie eine Triangulation durchzuführen - um die Region des Himmels, in der sich die Quelle der Gravitationswellen befindet, genauer zu bestimmen. und über die tatsächliche Entstehung der Gravitationswellenastronomie sprechen.

Die Rotationsorientierung einzelner Schwarzer Löcher ist wichtig, da sie den Endzustand eines bereits verschmolzenen Schwarzen Lochs beeinflusst. Durch die Emission von Gravitationswellen erhält dieses letzte Schwarze Loch einen Schub (das dritte Newtonsche Gesetz wird ausgelöst) und fliegt weit über die Grenzen des ursprünglichen Systems hinaus. Einige Modelle mit Spin-Orbit-Resonanzen sagen voraus, dass ein solcher Schub dazu führen könnte, dass sich ein Schwarzes Loch schneller als 5.000 km/s bewegt, aber die Realität war bisher auf nur 300 km/s begrenzt.

Amerikanische Astrophysiker haben herausgefunden, wie Schwarze Löcher ihre Neigung ändern, wenn sie verschmelzen