GW190521
 Событие GW GW190521, наблюдаемое детекторами LIGO Hanford (слева), LIGO Livingston (в центре) и Virgo (справа). | |
| Тип события | Гравитационная волна |
|---|---|
| Дата | в. 7 миллиардов лет назад(обнаружено 21 мая 2019 г., 3:02:29 UTC) |
| Инструмент | ЛИГО , Дева [1] [2] |
| Прямое восхождение | 12 час 49 м 42.3 с [3] |
| Склонение | −34° 49′ 29″ [3] |
| Эпоха | Дж2000.0 |
| Расстояние | в. 17 миллиардов лийских лет |
| Прародитель | 2 черные дыры |
 Соответствующие СМИ на сайте Commons | |
GW190521 (изначально S190521g ) [4] Это был сигнал гравитационной волны, возникший в результате слияния двух черных дыр . Возможно, это было связано с совпадающей вспышкой света; если эта ассоциация верна, слияние произошло бы вблизи третьей сверхмассивной черной дыры . [2] [5] Событие наблюдалось детекторами LIGO и Virgo 21 мая 2019 года в 3:02:29 UTC. [6] и опубликовано 2 сентября 2020 г. [7] [4] [8] Событие имело светимость на расстоянии 17 миллиардов световых лет от Земли. [примечание 1] [4] [9] в пределах 765 градусов 2 область [примечание 2] [10] в сторону Coma Berenices , Canes Venatici или Phoenix . [1] [2] [5] [11]
имеют массу 85 и 66 солнечных масс ( M ☉ ) соответственно и являются крупнейшими массами-прародителями, наблюдавшимися на сегодняшний день. Две черные дыры, образующие это слияние, [12] Получившаяся черная дыра имела массу, в 142 раза превышающую массу Солнца , что сделало это первым четким обнаружением черной дыры промежуточной массы . Остальные 9 солнечных масс были излучены в виде энергии в виде гравитационных волн. [7] [4] [8]
Физическое значение
[ редактировать ]GW190521 является значительным открытием благодаря массам образовавшейся большой черной дыры и одной или обеих меньших составляющих черных дыр. Теория звездной эволюции предсказывает, что звезда не может коллапсировать в черную дыру размером более 65 M ☉ , оставляя разрыв в массе черной дыры выше 65 M ☉ . 85 +21
−14 M ☉ [примечание 3] и 142 +28
−16 M ☉ черные дыры, наблюдаемые в GW190521, окончательно находятся в интервале масс, что указывает на то, что они могут быть заселены в результате слияний меньших черных дыр. [7]
только косвенные доказательства существования черных дыр промежуточной массы, от 100 до 100 000 солнечных масс , и было неясно, как они образовались. Ранее наблюдались [13] Исследователи предполагают, что они образуются в результате иерархической серии слияний, в которой каждая черная дыра является результатом последовательных слияний с участием более мелких черных дыр. [8]
По словам члена исследовательской группы Василики Калогеры из Северо-Западного университета , «это первое и единственное достоверное измерение массы черной дыры промежуточной массы в момент ее рождения… Теперь мы достоверно знаем по крайней мере один способ [такие объекты могут форма], посредством слияния других черных дыр». [9]
Возможный электромагнитный аналог
[ редактировать ]В июне 2020 года астрономы сообщили о наблюдениях вспышки света, которая может быть связана с GW190521. Центр переходных процессов Цвикки (ZTF) сообщил о переходном оптическом источнике в районе триггера GW190521, хотя, поскольку неопределенность положения неба составляла сотни квадратных градусов, связь остается неопределенной. Если эти два события действительно связаны, то это событие считается первым обнаружением электромагнитного источника, связанного со слиянием двух черных дыр. [2] [3] [5] [14] Слияния черных дыр обычно не излучают свет. Исследователи предполагают, что это можно объяснить, если слияние двух меньших черных дыр отправило недавно образовавшуюся черную дыру промежуточной массы по траектории, которая пролетела через аккреционный диск несвязанной, но близлежащей сверхмассивной черной дыры, разрушив материал диска и создав вспышка света. По мнению астрономов, вновь образовавшаяся черная дыра могла бы двигаться через диск со скоростью 200 км/с (120 миль/с). [15] Если это объяснение верно, вспышка должна повториться примерно через 1,6 года. [3] когда черная дыра промежуточной массы снова встретится с аккреционным диском. [15] По состоянию на 2023 год статус связи между этими двумя событиями не подтвержден. [16]
По словам Мэтью Грэма, ведущего астронома исследования: «Эта сверхмассивная черная дыра журчала в течение многих лет, прежде чем произошла более резкая вспышка. Вспышка произошла в правильном временном масштабе и в правильном месте, чтобы совпасть с гравитационно-волновым событием. В нашем исследовании мы пришли к выводу, что вспышка, скорее всего, является результатом слияния черных дыр, но мы не можем полностью исключить другие возможности». [15]
Возможный эксцентриситет
[ редактировать ]Хотя первоначальный анализ данных LIGO / Virgo предполагал модель квазикруговой спиральной формы волны, в последующих публикациях утверждалось, что этот источник мог быть значительно эксцентричным. Ромеро-Шоу и др. показали, что данные лучше описываются непрецессирующей эксцентрической формой волны с чем квазикруговая модель с прецессией спина. [17] Используя эксцентрические формы сигналов на основе численной теории относительности , Гаятри и др. 2020 год оказался наиболее подходящим для и массы источника 102 +7
−11 M ☉ для обеих сливающихся черных дыр. [18]
См. также
[ редактировать ]- Гравитационно-волновая астрономия
- Список наблюдений гравитационных волн
- Мультимессенджерная астрономия
Примечания
[ редактировать ]- ^ «Событие развернулось на почти невообразимом расстоянии от Земли — в месте, которое сейчас находится на расстоянии 17 миллиардов световых лет, согласно стандартным космологическим расчетам, описывающим расширяющуюся Вселенную». [9]
- ^ Относительно большая и отдаленная область неба, в пределах которой, как утверждается, можно локализовать источник.
- ^ Это обозначение используется для обозначения асимметричной неопределенности .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б «Информация о суперсобытии — S190521g» . ЛИГО . 21 мая 2019 г. Архивировано из оригинала 28 июня 2020 г. Проверено 25 июня 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Кофилд, Калла (25 июня 2020 г.). «Столкновение черной дыры могло взорваться светом» . НАСА . Архивировано из оригинала 28 июня 2020 года . Проверено 25 июня 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Грэм, MJ; и др. (2020). «Кандидат в электромагнитный аналог гравитационно-волнового события слияния двойной черной дыры S190521g» (PDF) . Письма о физических отзывах . 124 (25): 251102. arXiv : 2006.14122 . Бибкод : 2020PhRvL.124y1102G . doi : 10.1103/PhysRevLett.124.251102 . ПМИД 32639755 . S2CID 220055995 . Архивировано (PDF) из оригинала 11 июля 2020 года . Проверено 5 сентября 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Эбботт, Р.; и др. (2 сентября 2020 г.). «GW190521: Слияние двойных черных дыр с общей массой 150 M ⊙» . Письма о физических отзывах . 125 (10): 101102. arXiv : 2009.01075 . Бибкод : 2020PhRvL.125j1102A . doi : 10.1103/PhysRevLett.125.101102 . ПМИД 32955328 .
- ^ Перейти обратно: а б с До свидания, Деннис (25 июня 2020 г.). «Недостаточно сталкивающихся двух черных дыр? Пусть это будет три. Астрономы утверждают, что видели вспышку от слияния двух черных дыр в водовороте третьей, гораздо большей» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 25 июня 2020 года . Проверено 25 июня 2020 г.
- ^ «Триггер GW S190521g («GW 190521»)» . Университет Лестера . 2020. Архивировано из оригинала 28 июня 2020 года . Проверено 26 июня 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Эбботт, Р.; и др. (2 сентября 2020 г.). «Свойства и астрофизические последствия слияния 150 M ⊙ бинарных черных дыр GW190521» . Астрофизический журнал . 900 (1): Л13. arXiv : 2009.01190 . Бибкод : 2020ApJ...900L..13A . дои : 10.3847/2041-8213/aba493 .
- ^ Перейти обратно: а б с Мартин (2 сентября 2020 г.). «GW190521: Самое массивное столкновение черной дыры, наблюдавшееся на сегодняшний день» (PDF) . Научное сотрудничество ЛИГО . Архивировано (PDF) из оригинала 4 сентября 2020 г. Проверено 2 сентября 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Прощай, Деннис (3 сентября 2020 г.). «Эти черные дыры не должны существовать, но они есть. На дальней стороне Вселенной столкновение темных гигантов проливает свет на невидимый процесс космического роста» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 2 сентября 2020 года . Проверено 4 сентября 2020 г.
- ^ Мо, Джеффри (21 мая 2020 г.). «Циркуляр GCN — номер: 24640 — LIGO/Virgo S190521g: обновлена локализация неба» . НАСА . Архивировано из оригинала 27 июня 2020 года . Проверено 27 июня 2020 г.
- ^ Аспирантура, CUNY (25 июня 2020 г.). «Столкновение черной дыры могло взорваться светом» . Физика.орг . Архивировано из оригинала 26 июня 2020 года . Проверено 26 июня 2020 г.
- ^ Сигел, Итан (3 сентября 2020 г.). «Крупнейшее массовое слияние LIGO за всю историю предвещает революцию черных дыр» . Форбс . Архивировано из оригинала 4 сентября 2020 года . Проверено 5 сентября 2020 г.
- ^ Миллер, М. Коулман; Кольбер, EJM (2004). «Чёрные дыры промежуточной массы». Международный журнал современной физики Д. 13 (1): 1. arXiv : astro-ph/0308402 . Бибкод : 2004IJMPD..13....1M . дои : 10.1142/S0218271804004426 . S2CID 118959484 .
- ^ «Столкновение черной дыры могло взорваться светом» . ScienceDaily . 26 июня 2020 года. Архивировано из оригинала 26 июня 2020 года . Проверено 26 июня 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Карпинети, Альфредо (25 июня 2020 г.). «Астрономы, возможно, наблюдали первую вспышку в результате столкновения черной дыры» . IFLSНаука . Архивировано из оригинала 29 июня 2020 года . Проверено 26 июня 2020 г.
- ^ Цуй, Чжэ; Ли, Сян-Донг (16 июня 2023 г.). «Об образовании систем слияния бинарных черных дыр, подобных GW190521» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 523 (4): 5565–5582. arXiv : 2306.08441 . дои : 10.1093/mnras/stad1800 . ISSN 0035-8711 .
- ^ Ромеро-Шоу, И.; и др. (23 октября 2020 г.). «GW190521: Эксцентриситет орбиты и признаки динамического формирования в сигнале слияния двойной черной дыры» . Астрофизический журнал . 903 (1): 5. arXiv : 2009.04771 . Бибкод : 2020ApJ...903L...5R . дои : 10.3847/2041-8213/abbe26 .
- ^ Гаятри, В.; и др. (2020). «GW190521 как весьма эксцентричное слияние черных дыр». arXiv : 2009.05461 [ astro-ph.HE ].
Внешние ссылки
[ редактировать ]- «GW190521» . ЛИГО .
- Видео (1:14:15): Вебинар GW190521 на YouTube ( LIGO ; 3 сентября 2020 г.).
- Видео (00:30): Моделирование слияния черных дыр на YouTube ( AEI ; 2 сентября 2020 г.).
2019 год в космосе |
|---|
2020 год в космосе |
|---|
