Βαρυτικά κύματα από την συγχώνευση νάνων γαλαξιών

Όταν δυο μαύρες τρύπες συγκρουστούν, εκπέμπονται πανίσχυρα βαρυτικά κύματα. Μια τέτοια κολοσσιαία σύγκρουση τραντάζει τον χώρο προκαλώντας μια διαταραχή η οποία εξαπλώνεται στο σύμπαν με την ταχύτητα του φωτός. Όμως τα βαρυτικά κύματα δεν είναι τόσο «ειρηνικά» όσο τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Προκαλούν αναταραχή σε κάθε τι στο σύμπαν. Κατά την εξάπλωσή τους συμπιέζουν και επιμηκύνουν εναλλάξ τον ιστό του χωροχρόνου. Όποιος βρίσκεται κοντά στην περιοχή της σύγκρουσης των μαύρων τρυπών διατρέχει θανάσιμο κίνδυνο. Εκεί ένας αστροναύτης θα μπορούσε να επιμηκυνθεί έως και τέσσερα μέτρα και σε ελάχιστο χρονικό διάστημα να συμπιεστεί στο ένα μέτρο, για να επιμηκυνθεί αμέσως ξανά. Αν υπήρχαν πλανήτες εκεί κοντά θα γίνονταν αμέτρητα κομμάτια. Όμως, αυτά τα κύματα εξασθενούν όλο και πιο πολύ καθώς απομακρύνονται από το σημείο της σύγκρουσης, περίπου όπως σβήνουν σταδιακά τα κύματα στην επιφάνεια του νερού όταν πετάξουμε ένα βότσαλο σε μια γαλήνια λίμνη. Καθώς τα εξασθενημένα βαρυτικά κύματα από τις απομακρυσμένες πηγές τους έφταναν στην Γη, κανείς δεν τα αντιλαμβανόταν, αφού οι διαταραχές που προκαλούν στον «γήινο» χωροχρόνο είναι αναπαίσθητες, μικρότερες από το μέγεθος του πρωτονίου.

Αυτό έπαψε να ισχύει από τις 14 Σεπτεμβρίου του 2015. Τότε, στην ερημιά του Hanford Site έναν από τους βασικούς χώρους απόθεσης πυρηνικών αποβλήτων των ΗΠΑ, ο ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων LIGO που κατασκευάστηκε εκεί, μπόρεσε να καταγράψει για πρώτη φορά στην ιστορία ένα τόσο πολύ εξασθενημένο βαρυτικό κύμα. Έκτοτε το LIGO καταγράφει συχνά βαρυτικά κύματα – όπως επίσης και ο ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων Virgo που τέθηκε σε λειτουργία έξω από την πόλη της Πίζας στην Ιταλία. Κάποια από αυτά δημιουργούν ευχάριστο πονοκέφαλο τους αστρονόμους.

Για παράδειγμα το βαρυτικό κύμα που κατέγραψαν οι ανιχνευτές LIGO και Virgo, στις 21 Μαΐου του 2019 και ονομάστηκε GW190521. Προήλθε από την συγχώνευση δύο μαύρων τρυπών των οποίων οι μάζες (85M και 66M) βρίσκονται σε μια περιοχή που απαγορεύεται από τις συμβατικές θεωρίες της αστρικής εξέλιξης. Τώρα, οι Antonella Palmese και Christopher Conselice στην εργασία τους με τίτλο GW190521 from the Merger of Ultradwarf Galaxies, υποστηρίζουν ότι η παρατήρηση αυτή μπορεί να εξηγηθεί από την συγχώνευση των μαύρων τρυπών που βρίσκονταν στα κέντρα δύο νάνων γαλαξιών μικρής μάζας. Τέτοιες μαύρες τρύπες με «απαγορευμένες μάζες» θα μπορούσαν να σχηματιστούν σε νάνους γαλαξίες από τη διαδοχική συνένωση πολλών μικρότερων μαύρων οπών – χωρίς να χρειάζεται να ξαναγραφούν οι αστρικές θεωρίες σχηματισμού μαύρων οπών.

Για να τεστάρουν την πρότασή τους, οι ερευνητές αρχικά εκτίμησαν τις μάζες των μαύρων οπών στα κέντρα των νάνων γαλαξιών με βάση τις γνωστές σχέσεις μεταξύ της μάζας των μαύρων τρυπών στα κέντρο γαλαξιών και της συνολικής αστρικής μάζας τους για μεγαλύτερους γαλαξίες. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας παρατηρησιακά δεδομένα που περιγράφουν λεπτομερώς το πώς ο πληθυσμός των νάνων γαλαξιών αλλάζει με την πάροδο του χρόνου, υπολόγισαν το ποσοστό συγχώνευσης αυτών των γαλαξιών ως συνάρτηση της απόστασής τους από τη Γη. Τέλος, υπολόγισαν πόσος χρόνος χρειάζεται για να συνενωθούν οι κεντρικές μαύρες τρύπες των δύο γαλαξιών, αφότου οι ίδιοι οι γαλαξίες αρχίσουν να συγχωνεύονται.

Υπολογίζοντας πόσοι γαλαξίες νάνοι είναι πιθανόν να φιλοξενούν μαύρες τρύπες παρόμοιες με αυτές που προκάλεσαν το σήμα GW190521, οι Palmese και Conselice κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι προέκυψε από την συγχώνευση νάνων γαλαξιών είναι μια εύλογη εξήγηση. Επιπλέον παρατηρήσεις συγχωνεύσεων μαύρων τρυπών σ’ αυτό το εύρος μαζών και περαιτέρω αριθμητικές αναλύσεις μαύρων τρυπών σε κοντινούς γαλαξίες και σμήνη γαλαξιών, θα μπορούσαν να επιβεβαιώσουν το σενάριο αυτό και να ανοίξουν ένα νέο δρόμο για την κατανόηση του σχηματισμού γαλαξιών και της ακόμα μυστηριώδους προέλευσης των μαύρων οπών με τεράστιες μάζες.

πηγή: https://physics.aps.org/articles/v14/s52



Κατηγορίες:ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ, ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑ

Ετικέτες: ,

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: