Bir sanatçının çarpışmak ve birleşmek üzere olan iki kara delik izlenimi.
Yerçekimi dalgaları, kaynaklarından dışarı doğru ışık hızında dalgalar olarak yayılan hızlandırılmış kütlelerin neden olduğu uzay-zamanın eğriliğinde dalgalanmalardır. Yerçekimi dalgaları oluşturmak için devasa bir nesneye ihtiyacınız olmamasına rağmen, cihazlarımız yalnızca kara deliklerin ikili yörüngesi gibi çok büyük nesnelerin aşırı hızlanmasıyla üretilenleri algılayabilir.
Sagittarius A* gibi çoğu galaksinin merkezinde devasa bir kara delik bulunur. Samanyolu. Bu kara delikler çok ağırdır – kütleleri Güneş’in kütlesinin bir milyondan bir milyar katına kadar olabilir ve bu nedenle uygun şekilde süper kütleli kara delikler olarak bilinirler.
Galaksiler Evrende hareket ederken, ara sıra birleşecekler. Bu olduğunda, barındırdıkları süper kütleli kara delikler birbirlerine doğru göç etme ve ikili bir sistem oluşturma eğilimindedir. Bu iki karadelik birbirinin yörüngesinde dolanırken, etraflarındaki uzay ve zamanın dokusunu büker ve üretirler. yerçekimi dalgaları hangi Evrene dalgalanma. Bu yerçekimi dalgaları, uzayda seyahat ederken her yıl bir tam salınımı tamamlar ve düşük frekanslı yerçekimi dalgaları olarak sınıflandırılır.
Evren bu süper kütlelerle dolu Kara delik ikili sistemler ve yaydıkları yerçekimi dalgaları, uzayı doldurur ve birleşerek stokastik yerçekimi dalgası arka planı. Bilim adamları, karmaşık bir radyo teleskop ağını kullanarak bu arka plandan bir yerçekimi dalgası sinyali bulmaya çalışıyorlar. pulsar zamanlama dizisi ancak doğrulanmış bir tespitin olması yıllar alabilir.
Bilim adamları, süper kütleli kara deliklerin birleşmesinden kaynaklanan yerçekimi dalgalarını tahmin ediyor. Kredi: Carl Knox, OzGrav-Swinburne Üniversitesi
Bu nedenle, kozmolojik simülasyonlar genellikle bu yerçekimi dalgası sinyalinin nasıl görünebileceğini tahmin etmek için kullanılır. Bu tür bir simülasyon, bilim adamlarının, maddenin ve enerjinin akışını, olaydan kısa bir süre sonra takip ederek, Evrenin yapısını ve tarihini anlamalarına yardımcı olur. Büyük patlamabugüne kadar.
OzGrav Yardımcı Araştırmacısı Dr. Hannah Middleton da dahil olmak üzere birçok OzGrav bilim insanının yanı sıra lisansüstü araştırmacı Bailey Sykes (Monash Üniversitesi’nden) liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, yakın zamanda yeni bir tahminde bulundu. kuvvet bu yerçekimi dalgası sinyalinin Yeni tahmin, kendi Evrenimizin bir parçasına benzer devasa bir uzay bölgesini simüle eden MassiveBlack-II simülasyonundan elde edilen verilere dayanmaktadır.
Ekip iki tahminde bulundu: biri süper kütleli karadeliklerin ev sahibi gökadaları çarpıştığında neredeyse anında birleştiği, diğeri ise iki kara deliğin ikili bir sistemde eşleştiklerinde birbirlerine doğru batmalarının zaman aldığı. Bu ikinci tahmin önemlidir, çünkü bir ikili sistemin yerçekimi dalgası çıkışı, süper kütleli ikilinin yakınındaki yıldızların ve gazın etkileşimleri nedeniyle bu süre boyunca değişebilir.
MassiveBlack-II kullanılarak simüle edilen yerçekimi dalgası sinyali, önceki çalışmalarda yapılan diğer tahminlere benzer. Şu anda algılanabilen bir sinyalden daha küçük. pulsar zamanlama dizileri; bununla birlikte, teleskop teknolojisinin hassasiyeti zamanla arttıkça, doğrulanmış bir algılamanın hemen köşede olması olasıdır.
Çalışmadan elde edilen sonuçlar, mevcut sinyal tahminlerine değerli bilgiler ekler ve gelecekteki pulsar zamanlama dizileri için önemli bir referans noktası sağlar. Stokastik yerçekimi dalgası arka planının aşamalı olarak daha doğru tahminleri, süper kütleli karadeliklerin birleşmesini etkileyen yıldızların ve gazın etkileşimleri de dahil olmak üzere diğer astrofiziksel olayları daha iyi anlamak için kullanılabilir.
Referanslar:
Bailey Sykes, Hannah Middleton, Andrew Melatos, Tiziana Di Matteo, Colin DeGraf ve Aklant Bhowmick tarafından “MassiveBlackII simülasyonundan stokastik yerçekimi dalgası arka planının bir tahmini”, 14 Şubat 2022, Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stac388
Nishikanta Khandai, Tiziana Di Matteo, Rupert Croft, Stephen Wilkins, Yu Feng, Evan Tucker, Colin DeGraf ve Mao-Sheng Liu, “The MassiveBlack-II simülasyonu: halelerin ve galaksilerin z ∼ 0’a evrimi”, 24 Nisan 2015, Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stv627