Эти двойные черные дыры рождаются в хаотическом «mosh яма» шаровидной группы, вышибленной из группы, и затем в конечном счете сливаются в одну черную дыру. Эта теория, известная как динамическое формирование, является одним из двух признанных главных каналов для формирования двойных черных дыр, обнаруженных Продвинутым LIGO (Лазерная Обсерватория Гравитационной волны Интерферометра).
Первое обнаружение LIGO слияния черных дыр совершенно согласовывается с динамической моделью формирования от Северо-западной исследовательской группы и – то, что Вы ожидали бы от шаровидной группы, говорят исследователи.Сталкивающиеся черные дыры не излучают свет; однако, они действительно выпускают феноменальную сумму энергии как гравитационные волны. Первое обнаружение этих волн произошло 14 сентября, и второе – объявленный миру этим утром – произошло три месяца спустя. Эти события начали новую эру в астрономии: использование гравитационных волн, чтобы узнать о вселенной.
«Благодаря LIGO мы не просто теоретики, размышляющие больше – теперь у нас есть данные», сказал Фредерик А. Расио, теоретический астрофизик в Северо-западном и ведущем авторе исследования. «Относительно простой и хорошо понятый процесс, кажется, работает. Простая новая физика – первый закон Ньютона движения – объясняет гравитационную динамику первых черных дыр, обнаруженных LIGO».
Rasio детализирует, как первое обнаружение LIGO вписывается в теорию его команды в СМИ, резюмирующие в 14:15 по Тихоокеанскому летнему времени сегодня (15 июня) на летней встрече American Astronomical Society (AAS) в Сан-Диего. Он также будет доступен, чтобы обсудить исследование при связанных стендовых докладах позже в тот же день, с 5:30 до 18:30 PDT на встрече научных работников.В отдельные СМИ, резюмирующие ранее сегодня, Научное Сотрудничество LIGO объявило о своем втором обнаружении – в День подарков в Великобритании и Рождество 2015 в США – гравитационных волн и сливающий черные дыры. Этот рост численности населения черных дыр поможет астрофизикам узнать больше о вселенной.
«Мы были восторженными новостями, объявил ранее в этом году LIGO о ее первом обнаружении сталкивающихся черных дыр», сказал Карл Л. Родригес, ведущий автор исследования и аспирант в исследовательской группе Расио. «Результаты состоят в значительной степени в том, где мы думали, что они будут. Мы надеемся работать с данными из новых обнаружений».
Соединение двух черных дыр – очень сильное и экзотическое событие. Rasio и его команда использовали модели шаровидных групп – сферических коллекций до миллиона плотно упакованных звезд, распространенных во вселенной – чтобы продемонстрировать, что типичная группа может очень естественно создать двойную черную дыру, которая сольет и сформирует одну более крупную черную дыру.
Их сильная компьютерная модель может предсказать, сколько, сливая двойные черные дыры мог бы обнаружить LIGO: потенциально 100 подделанных в ядрах этих плотных звездных групп в год. Модель также показывает, где во вселенной двойные черные дыры, когда они слились и массы каждой черной дыры.
«Простые физические процессы заставляют тяжелые черные дыры пойти в центр группы», сказал Расио. «Эти пары в конечном счете сливаются и обнаружены LIGO». Он – профессор Джозефа Камминса в отделе физики и астрономии в Колледже Вайнберга Нортвестерна Искусств и Наук.«К концу десятилетия мы ожидаем, что LIGO обнаружит сотни к тысячам двойных черных дыр», сказал Родригес.
Расио и Родригес – члены Центра Нортвестерна Междисциплинарного Исследования и Исследования в Астрофизике (CIERA).В их исследовании Rasio, Родригес и коллеги описывают подробно динамические процессы взаимодействия, которые могли сформировать сливающуюся двойную систему черной дыры.
Они также показывают, что теоретические предсказания для этого динамического канала формирования, в целом, намного более прочны, чем модели для другого главного канала для формирования двойных черных дыр, на основе эволюции крупных звезд в изолированных наборах из двух предметов (не в звездных группах)."Родригес и коллеги использовали 52 подробных компьютерных модели, чтобы продемонстрировать, как шаровидная группа действует как доминирующий источник двойных черных дыр, производя сотни слияний черной дыры по жизни 12 миллиардов лет группы.
Сравнивая модели с недавними наблюдениями за группами в галактике Млечного пути и вне, результаты показывают, что Продвинутый LIGO (Лазерная Обсерватория Гравитационной волны Интерферометра) мог в конечном счете видеть больше чем 100 двойных слияний черной дыры в год.Для исследования исследовательская группа использовала параллельный вычислительный кодекс для моделирования звездных групп, развитых через CIERA-поддержанное междисциплинарное сотрудничество между физикой Нортвестерна и отделом астрономии и электротехникой и кафедрой информатики.
Бумага включает 52 компьютерных модели, и их самая крупная модель потребовала 30 000 часов вычислительной мощности.Передовой LIGO (Лазерная Обсерватория Гравитационной волны Интерферометра) является крупномасштабным экспериментом физики, разработанным, чтобы непосредственно обнаружить гравитационные волны космического происхождения.
Лазерные интерферометры обнаруживают гравитационные волны от мелких колебаний приостановленного набора зеркал в движение, поскольку волны проходят через Землю.