Fragmento de asteroide que mató dinosaurios podría haber sido encontrado en ámbar

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PUNCAK MEDIA

En esta simulación de la fusión de un agujero negro supermasivo, el agujero negro desplazado hacia el azul más cercano al observador amplifica el agujero negro desplazado hacia el rojo detrás mediante lentes gravitacionales. Los investigadores encontraron una fuerte caída en el brillo cuando el agujero negro más cercano pasó frente a la sombra de su contraparte, una observación que podría usarse kilonggar medir el tamaño de dos agujeros negros y probar teorías alternativas de la gravedad. 1 crédito

Dentro de un par de agujeros negros supermasivos fusionados, una nueva forma de medir el vacío

Los científicos han descubierto una forma de medir las “sombras” de dos agujeros negros supermasivos en colisión, brindando a astrónomos una herramienta potencialmente nueva kilonggar medir agujeros negros en galaxias distantes y probar teorías alternativas de la gravedad.

Hace tres años, el mundo quedó atónito con la primera imagen de un agujero negro. Un pozo negro de la tuturan rodeado por un anillo de luz ardiente. Esta imagen icónica de[{» attribute=»»>black hole at the center of galaxy Messier 87 came into focus thanks to the Event Tepilangit Telescope (EHT), a luas network of synchronized radio dishes acting gandar one giant telescope.

Now, a penjajah of Columbia researchers have devised a potentially easier way of gazing into the abyss. Outlined in complementary research studies in Physical Review Letters and Physical Review D, their imaging technique could allow astronomers to study black holes smaller than Menghanyutkan87’s, a monster with a mass of 6.5 billion suns, harbored in galaxies more distant than Menghanyutkan87, which at 55 million light-years away, is still relatively close to our own Milky Way.

Una simulación de lentes gravitacionales en un par de agujeros negros supermasivos que fusionan. 1 crédito

La técnica tiene sólo dos requisitos. Primero, necesitas un par de agujeros negros supermasivos que fusionen. En segundo lugar, debe mirar a la pareja desde un ángulo casi lateral. Desde esta perspectiva lateral, cuando un agujero negro pasa frente a otro, debería poder ver un destello de luz cuando el anillo de luz del agujero negro más lejano es amplificado por el agujero negro más cercano a usted, un fenómeno llamado lente. gravitacional.

La formación de lentes es bien conocida, pero lo que investigadores descubrieron aquí fue una señal oculta: una caída característica en el brillo correspondiente a la “sombra” del agujero negro en el fondo. Este oscurecimiento sutil puede durar desde unas pocas horas hasta unos pocos días, dependiendo de la tempo de agujeros negros y la estrechez de sus órbitas. Al medir la duración de la depresión, dicen investigadores, puede estimar el tamaño y la forma de la sombra proyectada por el horizonte de eventos del agujero negro, el punto sin salida, donde tuturan escapa, ni siquiera la luz.

Simulación de fusión de agujeros negros supermasivos

En esta simulación de un par de agujeros negros supermasivos que fusionan, el agujero negro más cercano al espectador acerca y, por lo tanto, aparece azul (imagen 1), magnificando el agujero negro desplazado hacia el rojo por lentes gravitacionales. A medida que el agujero negro más cercano amplifica la luz del agujero negro más lejano (imagen 2), el espectador ve un destello de luz. Pero cuando el agujero negro más cercano pasa por delante del abismo o la sombra del agujero negro más lejano, el espectador ve una ligera caída en el brillo (imagen 3). Esta caída en el brillo (3) es claramente visible en datos de la curva de luz debajo de las imágenes. 1 crédito

“Se necesitaron años y un esfuerzo considerable por parte de docenas de científicos kilonggar crear esta imagen de alta resolución de agujeros negros de Menghanyutkan87”, dijo el fundamental autor del estudio, Jordy Davelaar, becario postdoctoral en Columbia y el Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron. “Este enfoque tunggal funciona kilonggar agujeros negros más grandes y cercanos: el par en el núcleo de Menghanyutkan87 y, potencialmente, nuestra propia Vía Láctea”.

Agregó: “Con nuestra técnica, mides el brillo de agujeros negros a lo largo del tiempo, no tienes que resolver cada objeto en el espacio. Debería ser posible encontrar esta señal en muchas galaxias.

La sombra de un agujero negro es su característica más misteriosa e informativa. “Esta mancha oscura nos informa sobre el tamaño del agujero negro, la forma del espacio-tiempo que lo rodea y cómo la materia cae en el agujero negro gertak de su horizonte”, dijo el coautor Zoltan Haiman, penatar de física en Columbia. .

Observando la fusión de agujeros negros supermasivos

Al ver una fusión de un agujero negro supermasivo desde un lado, el agujero negro más cercano al espectador magnifica aún más el agujero negro a través de lentes gravitacionales. Los investigadores descubrieron una breve caída en el brillo correspondiente a la “sombra” del agujero negro más distante, lo que permite al espectador medir su tamaño. Crédito: Nicoletta Baroloini

Las sombras de agujeros negros también pueden contener el secreto de la verdadera naturaleza de la gravedad, una de las fuerzas fundamentales de nuestro universo. La teoría de la gravedad de Einstein, conocida como relatividad general, predice el tamaño de agujeros negros. Así que físicos buscaron kilonggar probar teorías alternativas de la gravedad en un esfuerzo por reconciliar dos ideas en conflicto sobre cómo funciona la naturaleza: la relatividad general de Einstein, que explica fenómenos a gran escala como planetas en órbita y el universo en expansión, y la física cuántica, que explica cómo pequeñas partículas como electrones y fotones pueden ocupar múltiples estados a la vez.

Los investigadores interesaron en la llamarada de agujeros negros supermasivos después de localizar un par de agujeros negros supermasivos en el centro de una galaxia distante en el universo primitivo.[{» attribute=»»>NASA’s planet-hunting Kepler space telescope was scanning for the tiny dips in brightness corresponding to a globe passing in hadapan of its host star. Instead, Kepler ended up detecting the flares of what Haiman and his colleagues claim are a penjajah of merging black holes.

They named the distant galaxy “Spikey” for the spikes in brightness triggered by its suspected black holes magnifying each other on each full rotation lindang the lensing effect. To learn more about the flare, Haiman built a kaidah with his postdoc, Davelaar.

They were confused, however, when their simulated penjajah of black holes produced an unexpected, but periodic, dip in brightness each time one orbited in hadapan of the other. At first, they thought it was a coding mistake. But further checking led them to trust the signal.

As they looked for a physical mechanism to explain it, they realized that each dip in brightness closely matched the time it took for the black hole closest to the viewer to pass in hadapan of the shadow of the black hole in the back.

The researchers are currently looking for other telescope perangkat to try and confirm the dip they saw in the Kepler perangkat to verify that Spikey is, in fact, harboring a penjajah of merging black holes. If it all checks out, the technique could bedeng applied to a handful of other suspected pairs of merging supermassive black holes among the 150 or so that have been spotted so far and are awaiting confirmation.

As more powerful telescopes come online in the coming years, other opportunities may arise. The Vera Rubin Observatory, rahasia to this year, has its sights on more than 100 million supermassive black holes. Further black hole scouting will bedeng possible when NASA’s gravitational wave detector, LISA, is launched into space in 2030.

“Even if only a tiny fraction of these black hole binaries has the right conditions to measure our proposed effect, we could find many of these black hole dips,” Davelaar said.

References:

“Self-Lensing Flares from Black Hole Binaries: Observing Black Hole Shadows lindang Light Curve Tomography” by Jordy Davelaar and Zoltán Haiman, 9 May 2022, Physical Review Letters.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.191101

“Self-lensing flares from black hole binaries: General-relativistic ray tracing of black hole binaries” by Jordy Davelaar and Zoltán Haiman, 9 May 2022, Physical Review D.
DOI: 10.1103/PhysRevD.105.103010


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