Simulasi mengatakan bahwa lubang hitam masif mengotori alam semesta awal

Sejak gelombang gravitasi yang diprediksi oleh Einstein pertama kali terdeteksi pada tahun 2015, astrofisikawan telah merenungkan latar belakang gelombang gravitasi.Riak kumulatif dari riak ruang-waktu ini saat melintasi alam semesta.

Sekarang, seorang ahli astrofisika yang terkait dengan perburuan latar belakang telah mengembangkan model penemuan lubang hitam supermasif purba, yang dapat membantu menjelaskan bagaimana lubang hitam terbentuk dan berevolusi. Pencarian tadi diterbitkan Dalam Surat Jurnal Astrofisika.

Lubang hitam—benda besar dan padat dengan tarikan gravitasi yang begitu kuat sehingga tidak ada cahaya yang bisa lepas dari sekitarnya—berlimpah. Satu studi terbaru Diperkirakan 40 trilyun lubang hitam terletak di alam semesta yang terlihat, BOtt Bagaimana mereka tumbuh Lubang hitam supermasif masih diselimuti misteri.

Wallpaper gelombang gravitasi dapat membantu. Ketika lubang hitam dan benda masif lainnya seperti bintang neutron berinteraksi, mereka mengguncang perahu kosmik Ini menghasilkan gelombang gravitasi yang beriak melalui alam semesta.

Gelombang ini ditangkap di Bumi oleh observatorium seperti Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), yang mendeteksi riak yang hampir tak terlihat ini menggunakan cermin dan sinar laser. Kolaborasi LIGO-Virgo-KAGRA Itu kembali beroperasi bulan lalu dengan sensitivitas yang ditingkatkan.

“Kami sudah memiliki pengukuran yang baik tentang massa lubang hitam supermasif di galaksi kita dan galaksi terdekat,” kata Joseph Simon, ahli astrofisika di University of Colorado, Boulder dan penulis studi tersebut, di salah satu universitas. meluncurkan. Kami tidak memiliki jenis pengukuran yang sama untuk galaksi jauh. Kita hanya perlu menebak.”

Dalam studi terbaru, Simon menghitung perkiraan massa lubang hitam dari galaksi terbesar di alam semesta, dan memodelkan gelombang gravitasi latar belakang yang dapat dihasilkan oleh galaksi tersebut.

Model memprediksi galaksi besar miliaran tahun yang lalu dari studi sebelumnya, menunjukkan bahwa lubang hitam kuno mungkin telah tumbuh lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya.

Lubang hitam itu harus sangat masif untuk memberi daya pada galaksi sebesar itu, dan penemuan ini akan mengubah cara berpikir astrofisikawan tentang evolusi lubang hitam. Skor berasal dari model, jadi pengamatan dunia nyata akan membantu memperjelasnya.

Misteri evolusi lubang hitam Kelangkaan lubang hitam massa menengah. Lubang hitam bermassa bintang diamati secara teratur, lubang hitam supermasif (massanya miliaran kali Matahari kita) terletak di pusat galaksi, tetapi lubang hitam bermassa sedang … tidak muncul.

Massa supermasif bahkan bukan batas lubang hitam. Lubang hitam supermasif di pusat galaksi Bima Sakti kita, Sagitarius A*, memiliki massa empat juta kali Matahari kita. Tapi awal tahun ini, ahli astrofisika Ia menemukan lubang hitam dengan massa 30 miliar kali massa Matahari, mengklasifikasikannya sebagai lubang hitam “supermasif”; lebih dari 10 miliar kali massa matahari kita, Menurut NASA.

Dengan lubang hitam yang tak terhitung jumlahnya di alam semesta yang terlihat tetapi a Jurang yang memisahkan objek yang sangat kecil dan sangat besarMengukur massa lubang hitam supermasif kuno secara akurat dapat membantu menjelaskan bagaimana benda padat misterius ini tumbuh.

“Kami mulai melihat dari berbagai sumber yang berbeda bahwa ada hal-hal yang sangat masif di alam semesta sejak awal,” kata Simon. Simon adalah bagian dari Observatorium Gelombang Gravitasi Nanohertz Amerika Utara (NANOGrav)kolaborasi mencari latar belakang gelombang gravitasi.

Gelombang gravitasi dicari berdasarkan waktu kedatangan cahaya di observatorium berbasis Bumi dari pulsar, objek yang berputar cepat di luar angkasa. Pulsar berkedip cahaya saat mereka berputar, memungkinkan para astronom untuk menggunakannya sebagai suar kosmik (untuk menanggung analogi lautan gelombang gravitasi). Ketika cahaya dari pulsar mencapai detektor berbasis darat pada waktu yang berbeda dari yang diharapkan, ini menunjukkan bahwa gangguan dalam ruang-waktu telah mengubah waktunya.

NANOGrav mengumumkan sinyal serupa Sekilas pertama dari latar belakang gelombang gravitasi pada tahun 2021berdasarkan data 12 tahun dari Pulsar Timing Matrix.

Scott Ransom, seorang astronom di Observatorium Astronomi Radio Nasional dan salah satu penulis makalah yang menjelaskan temuan tersebut, mengatakan kepada Gizmodo pada saat itu: “Kita bisa mendapatkan banyak informasi tentang seluruh sejarah alam semesta dan bagaimana galaksi bergabung dan berinteraksi hanya dengan melihat sinyal latar belakang ini.”

Yang terbaik belum datang. A Sebuah observatorium luar angkasa yang direncanakan bernama LISA Baru-baru ini menyelesaikan fase A dari siklus hidup misinya, yang berarti pada akhirnya dapat lepas landas dari Bumi (dan memasuki orbit matahari).). pada lebih cepat, Menurut salah satu kolaborator, kolaborasi NANOGrav memiliki berita untuk dibagikanIlmuwan biologi yang mengejek Pengumuman tanggal 29 Juni.

Komentar di postingan ini penuh dengan spekulasi yang antusias tentang apa beritanya. Apapun itu, kami akan menutupinya.

Selengkapnya: LIHAT: Gambar pertama lubang hitam pusat galaksi kita