Черные дыры и перспективы измерения гравитационных волн

Черные дыры играют фундаментальную роль в астрономии, тяготении и физике элементарных частиц. Они – чрезвычайно сконцентрированные массы, иногда миллионы к миллиардам времен, более крупных, чем Солнце, и имеют поля тяготения, которые так сильны, что даже свет не едет достаточно быстро, чтобы избежать их схватывания, отсюда имя ‘ черный hole’.

Суперкрупные черные дыры были найдены, скрываясь в ядрах всех галактик, наблюдаемых с достаточно высоко чувствительностью. Несмотря на это, мало известно о том, как они сформировались. То, что известно, – то, что масса суперкрупной черной дыры в центре галактики связана с общей массой и типичными скоростями («дисперсия скорости») звезд в ее хозяине.

Самое существование этих отношений предлагает близкую коэволюцию между черными дырами и их галактиками хозяина и пониманием, что их происхождение жизненно важно для надлежащей модели того, как галактики и черные дыры формируются и развиваются. Это вызвано тем, что много моделей эволюции галактики призывают сильные ветры и/или самолеты от центральной суперкрупной черной дыры, чтобы управлять или даже остановить звездное формирование в галактике хозяина (так называемая «обратная связь квазара»). Альтернативно, многократные слияния галактик – и их центральных черных дыр – также часто предлагаются в качестве основных водителей позади эволюции крупных галактик.

Несмотря на главные теоретические и наблюдательные усилия в прошлые десятилетия, остается неясным, происходила ли обратная связь квазара на самом деле когда-либо в галактиках, и до какой степени слияния действительно сформировали галактики и их черные дыры. Часть этого – то, потому что моделлерам было нелегко воспроизводить наблюдаемые отношения вычисления галактики черной дыры, и в урегулировании свойств соседних черных дыр с более отдаленным населением.Новая работа показывает, что эффекты выбора – где то, что наблюдается, не представительное – значительно оказали влияние на точку зрения местного населения черной дыры.

Этот уклон привел к значительно завышенным массам черной дыры. Это предлагает, чтобы моделлеры обратились к дисперсии скорости, а не звездной массе как ключ к открытию старых десятилетиями загадок и обратной связи квазара и истории галактик.С меньшей массой, чем ранее мысль суперкрупные черные дыры имеют на средних более слабых полях тяготения. Несмотря на это, они все еще смогли привести квазары в действие, делая их достаточно яркими, чтобы наблюдаться по расстояниям миллиардов световых годов.

К сожалению, это также подразумевает существенное сокращение ожидаемого сигнала гравитационной волны, обнаружимого от пульсара, рассчитывающего эксперименты множества. Рябь в пространстве-времени, которая была сначала предсказана Альбертом Эйнштейном в его общей теории относительности в 1915; гравитационные волны были наконец обнаружены в прошлом году и объявлены командой LIGO в этом феврале.

Надежда состоит в том, что приезжающие обсерватории могут наблюдать еще много событий гравитационной волны, и что это предоставит астрономам новую технику для наблюдения вселенной.Доктор Шанкар комментирует: “ астрономия Гравитационной волны открывает совершенно новый способ наблюдать вселенную.

Наши результаты, хотя иллюстрируют, как оспаривание полной переписи гравитационного фона могло быть с сигналами от самых больших черных дыр, являющихся как это ни парадоксально среди самого трудного, чтобы обнаружить с существующей технологией ”Исследователи ожидают пары суперкрупных черных дыр, найденных в сливающихся галактиках, чтобы быть самыми сильными источниками гравитационных волн во вселенной.

Однако, чем более крупный пары, тем ниже частоты испускаемых волн, которые становятся недоступными наземным интерферометрам как LIGO. Гравитационные волны от суперкрупных черных дыр могут, однако, быть обнаружены от пространства через выделенные гравитационные телескопы (такие как настоящие и будущие миссии ЕКА первооткрыватель LISA и eLISA), или различным методом, используя ‘ пульсар, рассчитывающий arrays’.

Эти устройства контролируют разрушенные, быстро вращающиеся остатки крупных звезд, у которых есть пульсирующие сигналы. Даже этот метод – то, хотя все еще несколько лет от создания обнаружения, согласно последующему исследованию той же самой команды ожидали появляться в другой Ежемесячной статье Уведомлений позже в этом году.