Identifikation af kick-hastighed, der er stor nok til individuelle gravitationsbølgehændelser efter binær sort hul-fusion

Et team af forskere fra Max Planck Institute for Gravitational Physics i Tyskland og flere institutioner i USA har identificeret en kick-hastighed, der er stor nok til en individuel gravitationsbølgebegivenhed efter at have observeret en binær sort hul-fusion - en første gang. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Letters , beskriver gruppen deres undersøgelse af den binære sorte huls fusion GW200129_065458 (nu kaldet GW200129) og ved hjælp af modeller til at estimere dens rekylhastighed.

Tidligere forskning har vist, at sorte huller udsender gravitationsbølger. Når to af dem kredser om hinanden, udsender disse gravitationsbølger også energi på grund af deres vinkelmomentum. Dette kan føre til, at deres baner strammes, indtil de til sidst løber ind i hinanden. Når de gør det, smelter de sammen i et stort sort hul med en ny bane. Fysiske love tyder på, at når to sådanne legemer kolliderer og smelter sammen, kan der opstå et kick, hvor de kombinerede gravitationsbølger, der udsendes fra det nydannede sorte hul, udsendes hovedsageligt i én retning. Når det sker, gennemgår det sorte hul et rekyl i den anden retning og bevæger sig hurtigere end et af dets to originale sorte huller.

I denne nye indsats foreslår forskerne, at det modsatte rekyl oplevet af GW200129 var stærk nok til at have skubbet det sorte hul forbi dets flugthastighed og slynget det ud af sin galakse. Tidligere forskning har vist, at nogle sorte huller rejser hurtigere end de burde baseret på teori – de antyder, at sådanne observationer skyldes binære kollisioner, der resulterer i modsat rekylspark.

Forskerne var de første til at observere en binær fusionsbegivenhed, der viste en stærk, klar signatur af en ændring i orienteringen af ​​rotationsaksen for dets roterende legeme i dets gravitationsbølgedata. De brugte disse data til at lave teoretiske simuleringer og beregnede, at dets kick var cirka 1500 km/s. Til sammenligning er Mælkevejens flugthastighed kun 550 km/s, hvilket tyder på, at sparket, som GW200129 oplevede, var stærkt nok til at skubbe den helt ud af sin galakse. + Udforsk yderligere

Ny metode forudsiger, hvilke sorte huller, der undslipper deres galakser

© 2022 Science X Network