_ Folosind mici găuri negre pentru a detecta găurile negre mari

O echipă internațională de astrofizicieni, cu participarea Universității din Zurich, propune o nouă metodă de detectare a perechilor celor mai mari găuri negre găsite în centrele galaxiilor prin analiza undelor gravitaționale generate. prin binare ale micilor găuri negre stelare din apropiere. Cercetarea este publicată în revista Nature Astronomy.

Originea găurilor negre supermasive găsite în centrele galaxiilor este încă unul dintre cele mai mari mistere din astronomie. Poate că au fost întotdeauna masive și s-au format când universul era încă foarte tânăr. Alternativ, ele pot fi crescut în timp prin acumularea de materie și alte găuri negre. Când o gaură neagră supermasivă este pe cale să mănânce o altă gaură neagră masivă, aceasta va emite unde gravitaționale, care sunt ondulații în spațiu-timp care se propagă prin univers.

Undele gravitaționale au fost detectate recent, dar numai de la negru mic. găuri care sunt rămășițele stelelor. Detectarea semnalelor perechilor individuale de găuri negre mari este încă imposibilă, deoarece detectoarele actuale nu sunt sensibile la frecvențele foarte scăzute ale undelor gravitaționale pe care le emit. Viitorii detectoare planificate, cum ar fi misiunea spațială LISA, condusă de ESA, vor remedia parțial acest lucru, dar detectarea celor mai masive perechi de găuri negre va fi încă exclusă.

O echipă internațională de astrofizicieni condusă de foști studenți de la Universitatea din Zurich propune o idee nouă și o metodă nouă pentru a detecta perechile celor mai mari găuri negre găsite în centrele galaxiilor prin analiza undelor gravitaționale generate de binarele micilor găuri negre stelare din apropiere, care sunt rămășițele stele prăbușite.

Această abordare, care va necesita un detector de unde gravitaționale deci-Hz, ar permite descoperirea celor mai mari găuri binare supermasive, care ar putea rămâne inaccesibile altfel.

„Ideea noastră funcționează practic ca și cum ascultăm un canal radio. Propunem utilizarea semnalului de la perechi de mici găuri negre, similar modului în care undele radio transportă semnalul. Găurile negre supermasive sunt muzica care este codificată în modulația de frecvență (FM) a semnalul detectat”, a spus Jakob Stegmann, autorul principal al studiului care a început această lucrare la Universitatea din Zurich ca student vizitator și de atunci s-a mutat la Institutul Max Planck pentru Astrofizică în calitate de cercetător postdoctoral.

„Aspectul nou al acestei idei este de a utiliza frecvențe înalte care sunt ușor de detectat pentru a sonda frecvențele inferioare la care nu suntem încă sensibili.”

Rezultatele recente ale rețelelor de sincronizare a pulsarilor susțin deja existența fuziunii. binare supermasive de găuri negre. Această dovadă este, totuși, indirectă și provine din semnalul colectiv al multor binare îndepărtate care creează efectiv zgomot de fundal.

Metoda propusă pentru detectarea binarelor individuale supermasive de găuri negre valorifică modificările subtile pe care le provoacă în undele gravitaționale. emis de o pereche de găuri negre mici de masă stelară din apropiere. Binarul găurii negre mici funcționează astfel în mod eficient ca un far care dezvăluie existența găurilor negre mai mari.

Prin detectarea micilor modulații ale semnalelor de la binarele micilor găuri negre, oamenii de știință ar putea identifica astfel binarele supermasive ascunse anterior de găuri negre. cu mase variind de la 10 milioane până la 100 de milioane de ori mai mari decât cele ale soarelui nostru, chiar și la distanțe mari.

Lucio Mayer, coautor al studiului și teoretician al găurii negre de la Universitatea din Zurich, a adăugat: „Pe măsură ce calea pentru Antena spațială cu interferometru laser (LISA) este acum stabilită, după adoptare. de către ESA în ianuarie anul trecut, comunitatea trebuie să evalueze cea mai bună strategie pentru următoarea generație de detectoare de unde gravitaționale, în special ce gamă de frecvență ar trebui să vizeze — studii ca acesta aduc o motivație puternică pentru a acorda prioritate unui design de detector deci-Hz.”

(Fluierul)