Grawitacyjne zakrzywienie światła ujawnia jedną z największych czarnych dziur, jakie kiedykolwiek odkryto

Ten artykuł został zrecenzowany zgodnie z Science X’s proces edycji
I Zasady.
redaktorzy Podkreśl następujące atrybuty, zapewniając jednocześnie wiarygodność treści:

Weryfikacja faktów

Publikacja recenzowana

zaufane źródło

Korekta






Artystyczna wizja czarnej dziury, w której intensywne pole grawitacyjne czarnej dziury zakrzywia przestrzeń wokół niej. To zniekształca obrazy światła tła, ustawionego prawie bezpośrednio za nim, w wyraźne okrągłe pierścienie. Efekt grawitacyjny „soczewki” zapewnia obserwacyjną metodę wnioskowania o istnieniu czarnych dziur i mierzenia ich masy na podstawie tego, jak znaczące jest zakrzywienie światła. Kosmiczny Teleskop Hubble’a celuje w odległe galaktyki, których światło przechodzi bardzo blisko centrów zagnieżdżonych galaktyk na pierwszym planie, w których prawdopodobnie znajdują się supermasywne czarne dziury o masie ponad miliarda mas Słońca. Źródło zdjęcia: ESA/Hubble, Digitized Sky Survey, Nick Risinger (skysurvey.org), N. Bartmann

Zespół astronomów odkrył jedną z największych czarnych dziur, jakie kiedykolwiek odkryto, wykorzystując zjawisko zwane soczewkowaniem grawitacyjnym.

Zespół, kierowany przez Uniwersytet w Durham w Wielkiej Brytanii, wykorzystał soczewkowanie grawitacyjne – gdzie galaktyka na pierwszym planie zakrzywia i powiększa światło odległego obiektu – oraz symulacje superkomputerowe w obiekcie DiRAC HPC, co umożliwiło zespołowi dokładne zbadanie, w jaki sposób światło jest zakrzywiane przez czarna dziura w galaktyce, setki milionów lat świetlnych od Ziemi.

Znaleźli supermasywną czarną dziurę, obiekt o masie ponad 30 miliardów razy większej od naszego Słońca, w galaktyce na pierwszym planie, w skali rzadko obserwowanej przez astronomów.

Jest to pierwsza czarna dziura odkryta przy użyciu tej techniki, ponieważ zespół symuluje podróż światła przez wszechświat setki tysięcy razy. Każda symulacja obejmuje czarną dziurę o innej masie, która zmienia drogę światła do Ziemi.

Kiedy naukowcy uwzględnili supermasywną czarną dziurę w jednej ze swoich symulacji, ścieżka, jaką światło z odległej galaktyki dociera do Ziemi, odpowiadało ścieżce widocznej na rzeczywistych zdjęciach wykonanych przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a.

Wyniki opublikowano dzisiaj w czasopiśmie Miesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.


Film pokazujący, jak astronomowie wykorzystali soczewkowanie grawitacyjne do odkrycia czarnej dziury o masie 30 miliardów mas Słońca w galaktyce oddalonej o 2 miliardy lat świetlnych. Źródło: Uniwersytet w Durham

Główny autor, dr James Nightingale, z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Durham, powiedział: „Ta konkretna czarna dziura, o masie około 30 miliardów razy większej od naszego Słońca, jest jedną z największych, jakie kiedykolwiek odkryto i znajduje się na górnej granicy tego, jak możemy być wielcy. myślę, że czarne dziury mogą stać się teoretykiem, więc jest to bardzo ekscytujące odkrycie”.

Soczewkowanie grawitacyjne występuje, gdy pole grawitacyjne galaktyki pierwszego planu wydaje się zakrzywiać światło galaktyki tła, co oznacza, że ​​zauważamy je częściej.

READ  Odkryto nową szybką eksplozję radiową na obszarze, który nie powinien mieć żadnych źródeł

Podobnie jak prawdziwy obiektyw, ten również powiększa galaktykę tła, umożliwiając naukowcom badanie jej z większą szczegółowością.



Obraz nieruchomy wideo — czarna dziura — geometria obiektywu. Źródło: Uniwersytet w Durham



Zatrzymany obraz wideo – czarna dziura – obserwowany obraz. Źródło: Uniwersytet w Durham








Dr Nightingale powiedział: „Większość znanych nam dużych czarnych dziur znajduje się w stanie aktywnym, w którym materia przyciągana do czarnej dziury nagrzewa się i uwalnia energię w postaci światła, promieniowania rentgenowskiego i innego promieniowania”.

Jednak soczewkowanie grawitacyjne umożliwia badanie nieaktywnych czarnych dziur, co obecnie nie jest możliwe w odległych galaktykach.To podejście może pozwolić nam wykryć znacznie więcej czarnych dziur poza naszym lokalnym wszechświatem i ujawnić, w jaki sposób te egzotyczne obiekty ewoluowały w czasie kosmicznym. ”.

Badanie, w którym uczestniczy również niemiecki Instytut Maxa Plancka, otwiera intrygującą możliwość, że astronomowie mogą odkryć nieaktywne, bardziej masywne czarne dziury niż wcześniej sądzono i zbadać, w jaki sposób stają się one tak masywne.

Historia tego odkrycia rozpoczęła się w 2004 roku, kiedy inny astronom z Durham University, profesor Alastair Edge, zauważył gigantyczny łuk soczewki grawitacyjnej podczas przeglądania zdjęć SGS.



Nieruchomy obraz wideo — czarna dziura — masa całkowita. Źródło: Uniwersytet w Durham



Wideo przedstawiające supermasywną supermasywną czarną dziurę. Źródło: Uniwersytet w Durham



Wideo przedstawiające czarną dziurę – bardzo mała masa. Źródło: Uniwersytet w Durham









Przewińmy do przodu o 19 lat i przy pomocy niektórych obrazów o wysokiej rozdzielczości z Teleskopu Hubble’a NASA i superkomputera DiRAC COSMA8 na Uniwersytecie w Durham, dr Nightingale i jego zespół byli w stanie ponownie to zbadać i zbadać.

Zespół ma nadzieję, że jest to pierwszy krok na drodze do głębszej eksploracji tajemnic czarnych dziur, a przyszłe wielkoskalowe teleskopy pomogą astronomom badać odległe czarne dziury, aby dowiedzieć się więcej o ich wielkości i wielkości.

więcej informacji:
James Nightingale i in., Abell 1201: Wykrywanie supermasywnej czarnej dziury w silnym soczewkowaniu grawitacyjnym, Miesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad587

Informacje o czasopiśmie:
Miesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego


Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *