Künstlerische Darstellung von zwei schwarzen Löchern, die kurz vor der Kollision und Verschmelzung stehen.
Ergebnisse des Center of Computational Relativity and Gravity veröffentlicht in natürliche Astronomie.
Wissenschaftler glauben, dass sie zum ersten Mal die Verschmelzung zweier schwarzer Löcher mit exzentrischen Umlaufbahnen entdeckt haben. Laut einer Veröffentlichung in natürliche Astronomie von Forschern des Zentrums für Computational Relativity and Gravitation des Rochester Institute of Technology und Universität von FloridaDies kann helfen zu erklären, wie einige funktionieren Schwarzes Loch Fusionen offengelegt von Lego Wissenschaftliche Kooperationen und Virgo-Kooperationen sind viel schwerer als bisher angenommen.
Exzentrische Umlaufbahnen sind ein Zeichen dafür, dass Schwarze Löcher andere häufig bei zufälligen Begegnungen in Regionen verschlingen können, die dicht mit Schwarzen Löchern wie galaktischen Kernen gefüllt sind. Wissenschaftler untersuchten die bisher größte beobachtete Gravitationswellen-Doppelsterne, GW190521, um festzustellen, ob die Verschmelzung exzentrische Umlaufbahnen hatte.
„Die geschätzten Massen von Schwarzen Löchern sind mehr als 70 Mal so groß wie unsere Sonne, was sie weit über der geschätzten maximalen Masse liegt, die derzeit von der Theorie der Sternentwicklung vorhergesagt wird“, sagte Carlos Lusto, Professor am College of Mathematical Sciences and Professor am College of Mathematical Sciences. Ein Mitglied der CCRG. „Dies ist ein interessanter Fall für die Untersuchung der zweiten Generation eines Doppelsystems aus Schwarzen Löchern und eröffnet neue Möglichkeiten für Szenarien der Entstehung von Schwarzen Löchern in dichten Sternhaufen.“
Künstlerische Darstellung von zwei schwarzen Löchern, die kurz vor der Kollision stehen. Bildnachweis: Mark Myers, ARC-Kompetenzzentrum für die Detektion von Gravitationswellen (Ozgrave)
Ein Forscherteam am RIT, darunter Lousto, Research Associate James Healy, Jacob Lange ’20 Ph.D. (Astrophysical Sciences and Technology), CCRG-Professorin und Direktorin Manuela Campanelli, außerordentlicher Professor Richard O’Shaughnessy und Mitarbeitern der University of Florida, um einen neuen Blick auf die Daten zu werfen, um zu sehen, ob Schwarze Löcher vor ihrer Verschmelzung exzentrische Umlaufbahnen hatten. Sie fanden heraus, dass die beste Erklärung für die Fusion ein stark verzerrtes fortgeschrittenes Modell ist. Um dies zu erreichen, führte das Team Hunderte neuer vollständig digitaler Simulationen in Supercomputern in lokalen und nationalen Labors durch, was fast ein Jahr dauerte.
„Dies stellt einen großen Fortschritt in unserem Verständnis dar, wie Schwarze Löcher verschmelzen“, sagte Campanile. „Durch unsere hochmodernen Supercomputer-Simulationen und eine Fülle neuer Daten, die von den sich schnell entwickelnden Detektoren von LIGO und Virgo bereitgestellt werden, machen wir mit erstaunlicher Geschwindigkeit neue Entdeckungen über das Universum.“
Eine Erweiterung dieser Analyse durch dasselbe RIT- und UFL-Team verwendete ein potenzielles elektromagnetisches Isotop, das von der Zwicky Transient Facility beobachtet wurde, um unabhängig die kosmologische Hubble-Konstante mit GW150521 als einer exotischen Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher zu berechnen. Sie fanden eine hervorragende Übereinstimmung mit den Erwartungswerten und veröffentlichten die Arbeit kürzlich in Astrophysikalische Zeitschrift.
Referenz: „Schätzung der Abweichung von Verschmelzungen schwarzer Löcher mit Simulationen der skalaren Relativitätstheorie“ von V. und R. O’Shaughnessy, 20. Januar 2022, hier erhältlich. natürliche Astronomie.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01568-w
