Forskere opdager den største kendte sort-hul-kollision

Et internationalt team af forskere har opdaget krusninger i rum og tid, kendt som gravitationsbølger, fra den største kendte sort-hul-kollision, der dannede et nyt sort hul, der var omkring 80 gange større end Solen-og fra yderligere tre sort-hul fusioner.

Australian National University (ANU) spiller en hovedrolle i Australiens engagement i opdagelsen af ​​gravitationsbølger gennem et partnerskab i Advanced Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO), som er baseret i USA.

Professor Susan Scott, der er leder af den generelle relativitetsteori og dataanalysegruppe på ANU, sagde teamet opdagede de fire kollisioner ved at genanalysere data fra Advanced LIGOs første to observerende kørsler.

Forskere opdagede den begivenhed, der dannede det største kendte sorte hul ved en fusion af et binært system med to sorte huller den 29. juli 2017. Hændelsen fandt sted omkring ni milliarder lysår væk.

"Denne begivenhed havde også sorte huller, der snurrede den hurtigste af alle fusioner, der er observeret hidtil. Det er også langt den fjerneste fusion, der er observeret, "Sagde professor Scott.

De tre andre sorte hulkollisioner blev opdaget mellem den 9. og den 23. august 2017, var mellem tre og seks milliarder lysår væk og varierede i størrelse for de resulterende sorte huller fra 56 til 66 gange større end vores sol.

"Disse var fra fire forskellige binære sorte hulsystemer, der smadrede sammen og udstrålede stærke gravitationsbølger ud i rummet, "sagde professor Scott, som er fra ANU Research School of Physics and Engineering og er chefundersøger hos Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav), som er finansieret af Australian Research Council (ARC).

"Disse påvisninger af sorte hulkollisioner forbedrer i høj grad vores forståelse af, hvor mange binære sorte hulsystemer der er i universet, samt omfanget af deres masser og hvor hurtigt de sorte huller snurrer under en fusion. "

Forskerne planlægger løbende at forbedre gravitationsbølgedetektorerne, så de kan opdage katastrofale hændelser meget længere ude i rummet, en dag i håb om at nå tilbage til begyndelsen af ​​tiden lige efter Big Bang, som ikke kan gøres med lys.

Efter at de første observationsforløb var afsluttet, forskere kalibrerede og rensede de indsamlede data.

"Dette øgede følsomheden for detektornetværket, så vores søgninger kunne registrere flere kilder, "Sagde professor Scott.

"Vi har også indarbejdet forbedrede modeller af de forventede signaler i vores søgninger."

Siden det andet observationsløb sluttede i august 2017, forskere har opgraderet LIGO og Jomfru gravitationsbølgedetektorer for at gøre dem mere følsomme.

"Det betyder under det kommende tredje observationsløb, starter tidligt næste år, vi vil kunne registrere begivenheder længere ude i rummet, hvilket betyder flere detektioner og potentielt gravitationsbølger fra nye og endnu ukendte kilder i universet, "Sagde professor Scott.

Det internationale forskerhold har påvist gravitationsbølger fra 10 forskellige sort-hullers fusioner og en neutronstjernekollision i løbet af de sidste tre år. Neutronstjerner er de tætteste stjerner i universet, med en diameter på op til cirka 20 kilometer.

Professor Scotts forskningsgruppe designer også et nyt projekt, der skal sætte dem i stand til at opdage gravitationsbølger, der kommer fra en kortvarig neutronstjerne som følge af en fusion mellem neutronstjerner.

Dr. Karl Wette, en postdoktor i gruppen på ANU og medlem af OzGrav, sagde videnskabsfolk ikke var sikre på, hvad der blev dannet af den neutronstjernefusion, der blev opdaget i august sidste år.

"Det kunne have været en neutronstjerne, der faldt sammen til et sort hul efter noget tid eller straks blev til et sort hul, " han sagde.

"Vores nye projekt vil hjælpe med at give kritisk information om, hvad vi får fra fusionen af ​​to neutronstjerner."

Professor Scott præsenterer de nye resultater på Australian Institute of Physics Congress i Perth senere på måneden.

Resultaterne af opdagelserne vil blive offentliggjort i Fysisk gennemgang X .