Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn học đã nhìn thấy những gì xuất hiện với ánh sáng đầu tiên từng được phát hiện từ một vụ sáp nhập lỗ đen.
Khi hai lỗ đen xoắn ốc xung quanh nhau và cuối cùng va chạm, chúng phát ra những gợn sóng trong không gian và thời gian gọi là sóng hấp dẫn. Vì các lỗ đen không phát ra ánh sáng, những sự kiện này không được dự kiến sẽ tỏa sáng với bất kỳ sóng ánh sáng hoặc bức xạ điện từ nào. Trung tâm tốt nghiệp, các nhà vật lý thiên văn CUNY KE Saasta Ford và Barry McKernan đã đưa ra những cách thức trong đó một vụ sáp nhập lỗ đen có thể bùng nổ với ánh sáng. Bây giờ lần đầu tiên các nhà thiên văn học đã nhìn thấy bằng chứng về một trong những kịch bản sản xuất ánh sáng này. Phát hiện của họ có sẵn trong các vấn đề hiện tại của Thư đánh giá vật lý (Physical Review Letters) .
Một nhóm bao gồm các nhà khoa học từ Trung tâm tốt nghiệp, CUNY; Cơ sở tạm thời Zwicky của Ztech (ZTF); Borough of Manhattan Community College (BMCC); và Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ (AMNH) đã phát hiện ra thứ dường như là một tia sáng từ một cặp lỗ đen kết lại. Sự kiện này (được gọi là S190521g) lần đầu tiên được xác định bởi Đài quan sát sóng giao thoa kế tia laser (NSF) của Tổ chức Khoa học Quốc gia (LIGO) và máy dò tìm Virgo châu Âu vào ngày 21 tháng 5 năm 2019. Khi các lỗ đen hợp nhất, không gian và thời gian, họ đã gửi đi. ra sóng hấp dẫn. Ngay sau đó, các nhà khoa học tại ZTF – được đặt tại Đài thiên văn Palomar gần San Diego – đã xem xét các bản ghi âm của họ về cùng một sự kiện và phát hiện ra những gì có thể là một tia sáng phát ra từ các lỗ đen đang kết lại.
“Tại trung tâm của hầu hết các thiên hà ẩn giấu một lỗ đen siêu lớn. Nó được bao quanh bởi một loạt các ngôi sao và các ngôi sao chết, bao gồm cả các lỗ đen”, Ford, giáo sư của Trung tâm tốt nghiệp, BMCC và AMNH cho biết. “Những vật thể này vung vẩy như những con ong giận dữ xung quanh con ong chúa quái dị ở trung tâm. Chúng có thể nhanh chóng tìm thấy các đối tác hấp dẫn và bắt cặp nhưng thường mất bạn tình nhanh chóng với điệu nhảy điên cuồng. Nhưng trong một đĩa đen siêu lớn, dòng khí chảy biến đổi mosh hố của bầy đến một cái mỏ cổ điển, tổ chức các lỗ đen để chúng có thể ghép đôi”.
Khi các lỗ đen hợp nhất, lỗ đen mới giờ lớn hơn này trải qua một cú đá khiến nó bay theo một hướng ngẫu nhiên, và nó cày qua khí trong đĩa. McKernan, giáo sư vật lý thiên văn của Trung tâm tốt nghiệp, BMCC và AMNH, cho biết: “Chính phản ứng của khí với viên đạn siêu tốc này tạo ra một ngọn lửa sáng, có thể nhìn thấy bằng kính viễn vọng”.
Tác giả chính của nghiên cứu Matthew Graham, giáo sư nghiên cứu thiên văn học tại Caltech và là nhà khoa học dự án của ZTF cho biết: “Ngọn lửa xảy ra vào đúng thời điểm và ở đúng vị trí, trùng khớp với sự kiện sóng hấp dẫn. Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi kết luận rằng ngọn lửa có khả năng là kết quả của sự hợp nhất lỗ đen, nhưng chúng ta không thể loại trừ hoàn toàn những khả năng khác. “
“ZTF được thiết kế đặc biệt để xác định các loại hoạt động thiên văn mới, hiếm và biến đổi như thế này”, Giám đốc khoa học thiên văn của NSF, Ralph Gaume nói. “NSF hỗ trợ công nghệ mới tiếp tục mở rộng cách chúng tôi có thể theo dõi các sự kiện như vậy.”
Một ngọn lửa như vậy được dự đoán sẽ bắt đầu từ vài ngày đến vài tuần sau khi sóng hấp dẫn ban đầu được tạo ra trong quá trình sáp nhập. Trong trường hợp này, ZTF đã không bắt được sự kiện ngay lập tức nhưng khi các nhà khoa học quay lại và xem qua các hình ảnh ZTF lưu trữ vài tháng sau đó, họ đã tìm thấy một tín hiệu bắt đầu vài ngày sau sự kiện sóng hấp dẫn tháng 5 năm 2019. ZTF quan sát thấy ngọn lửa từ từ mờ dần trong khoảng thời gian một tháng.
Các nhà khoa học đã cố gắng để có được cái nhìn chi tiết hơn về ánh sáng của lỗ đen siêu lớn, được gọi là quang phổ, nhưng khi họ nhìn, ngọn lửa đã mờ dần. Một quang phổ sẽ cung cấp nhiều hỗ trợ hơn cho ý tưởng rằng ngọn lửa xuất phát từ việc hợp nhất các lỗ đen trong đĩa của lỗ đen siêu lớn. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho biết họ có thể loại trừ phần lớn các nguyên nhân có thể khác gây ra ngọn lửa quan sát được, bao gồm siêu tân tinh hoặc sự kiện gián đoạn thủy triều, xảy ra khi lỗ đen về cơ bản ăn một ngôi sao.
Hơn thế nữa, nhóm nghiên cứu cho biết không có khả năng ngọn lửa xuất phát từ những tiếng ầm ầm thông thường của lỗ đen siêu lớn, thường xuyên ăn hết đĩa xung quanh. Sử dụng Khảo sát thoáng qua thời gian thực của Catalina do Caltech dẫn đầu, họ có thể đánh giá hành vi của lỗ đen trong 15 năm qua và thấy rằng hoạt động của nó tương đối bình thường cho đến tháng 5 năm 2019, khi nó đột nhiên tăng cường.
Đồng tác giả Mansi Kasliwal (MS ’07, Tiến sĩ ’11), một giáo sư trợ lý thiên văn học tại Caltech cho biết: “Các lỗ đen siêu lớn như thế này luôn bùng phát. Chúng không phải là vật thể yên tĩnh, nhưng thời gian, kích thước và vị trí của ngọn lửa này thật ngoạn mục. Lý do tìm kiếm pháo sáng như thế này rất quan trọng là vì nó giúp ích rất nhiều cho các câu hỏi vật lý thiên văn và vũ trụ học. Nếu chúng ta có thể làm điều này một lần nữa và phát hiện ánh sáng từ sự hợp nhất của các lỗ đen khác, thì chúng ta có thể đóng đinh vào nhà của những lỗ đen này và tìm hiểu thêm về nguồn gốc của chúng. “
Lỗ đen mới được hình thành sẽ gây ra một đợt bùng phát khác trong vài năm tới. Quá trình hợp nhất đã tạo cho đối tượng một cú đá khiến nó rơi vào đĩa đen siêu lớn một lần nữa, tạo ra một tia sáng khác mà ZTF có thể nhìn thấy.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Trung tâm tốt nghiệp, CUNY . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Đa phương tiện liên quan :
Tạp chí tham khảo :