gov-civil-vilareal.ptRuimtetijd schudt: astronomen zien voor het eerst een zwart gat dat een neutronenster opeet
>Voor de eerste keer ooit hebben astronomen ontdekt dat het engste ding in het heelal het op een na engste ding eet: een zwart gat dat een neutronenster verslindt.
het meisje in de trein ouder review
Dit is tegelijkertijd een van de coolste en meest huiveringwekkende onderzoeksresultaten waar ik ooit over heb geschreven. Een samensmelting tussen deze twee soorten objecten met de grootste dichtheid in het heelal creëert een kolossaal explosie, maar wel een die volkomen donker is. De enige manier waarop het werd gedetecteerd omdat het letterlijk het weefsel van de ruimtetijd schudde .
Nog beter? Astronomen ontdekten slechts tien dagen later een tweede.
De angstaanjagende gebeurtenissen werden gevonden door de LIGO-Maagd samenwerking , faciliteiten ontworpen om te detecteren: zwaartekrachtsgolven , werkelijke rimpelingen in het weefsel van de ruimtetijd. Einstein voorspelde dat deze golven zouden worden gegenereerd door elke massa die wordt versneld, maar ze hebben een te lage amplitude en papperig om te detecteren, tenzij het object enorm, dicht en hard wordt versneld.
Wanneer zwarte gaten of neutronensterren samensmelten, worden objecten die slechts kilometers in doorsnee zijn maar evenveel massa hebben als sterren, met zielverpletterende snelheden om elkaar heen versneld, genoeg om scherpe zwaartekrachtsgolven te creëren. Deze golven breiden zich naar buiten uit met de snelheid van het licht, maar verzwakken met de afstand. We kunnen ze detecteren op honderden miljoenen of miljarden lichtjaren afstand, maar tegen die tijd zijn ze zo verzwakt dat de ruimtetijd extreem klein is, daarom werden ze een eeuw geleden voorspeld, maar werden ze pas in 2015 voor het eerst direct gedetecteerd ( Ik heb details over die eerste gedenkwaardige ontdekking en hoe dit allemaal werkt in een artikel uit die tijd).
Kunstwerk van de versmelting van een neutronenster (rechts) met een zwart gat (links). Credit: Carl Knox (OzGrav)
Sindsdien zijn tientallen gebeurtenissen waargenomen, voornamelijk paren van zwarte gaten die samensmelten, hoewel neutronensterfusies ook twee keer zijn waargenomen. Tot nu toe zijn er echter geen zwarte gaten waargenomen die een neutronenster opeten - sterker nog, er is nooit een zwart gat / neutronenster binair systeem gedetecteerd in onze melkweg!
De gebeurtenissen zijn gedetecteerd op 5 januari 2020 en 15 januari 2020 en worden respectievelijk GW200105_162426 en GW200115_042309 genoemd ( GW voor zwaartekrachtsgolven, en dan zijn de getallen voor de datum en tijd van de dag waarop ze werden gedetecteerd). Het eerste (laten we het GW200105 noemen) was een sterk signaal, maar alleen duidelijk te zien in een van de drie detectoren (een tweede was destijds uitgeschakeld en werd slechts zwak gezien in de derde). De tweede (GW200115) werd in alle drie gezien*.
Wanneer een zwaartekrachtgolf door de aarde gaat, vertellen de vorm en sterkte van de golven ons veel over het systeem dat ze heeft gecreëerd. Beide gebeurtenissen waren statistisch significant (wat betekent dat astronomen denken dat ze echt zijn) en in beide gevallen was de massa van de twee samensmeltende objecten vrij laag.
hiërofant tarot gids
Een neutronenster is ongelooflijk klein en dicht en verpakt de massa van de zon in een bal van slechts een paar kilometer breed. Dit kunstwerk beeldt er een uit in vergelijking met Manhattan. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center
De twee componenten die in GW200105 samensmolten, hadden een massa van 8,9 en 1,9 keer de massa van de zon (met onzekerheden van respectievelijk ongeveer 1,3 en 0,3 keer de massa van de zon). De eerste component bevindt zich ver in het gebied van het zwarte gat - de minimale massa voor dit type zwart gat is, denken we, ongeveer 2,8 keer de zon . De tweede ligt echter onder die limiet, dus dat is vrijwel zeker een neutronenster : De ongelooflijk dichte kern van een massieve ster nadat de ster als een supernova is geëxplodeerd. Een bol van neutronium (zoals deze materie wordt genoemd) ter grootte van een kauwgombal zou evenveel wegen als elk mens op aarde samen .
Hetzelfde geldt voor de tweede gebeurtenis, GW 200115: de massa's zijn 5,7 (± 2 of zo) en 1,5 (± 0,5 of zo) maal die van de zon. Dus nogmaals, vrij duidelijk een zwart gat en een neutronenster.
Beide systemen begonnen met het leven als twee normale maar massieve sterren die om elkaar heen draaien. Eén was waarschijnlijk 20 keer de massa van de zon. Het was snel door zijn nucleaire brandstof heen, waarschijnlijk in slechts een paar miljoen jaar. Daarna zwol het op tot een rode superreus (zoals Antares of Betelgeuze). Het was zo groot dat het waarschijnlijk de begeleidende ster kortstondig overspoelde of bijna overspoelde, en die tweede ster zou veel massa van de eerste ster hebben getrokken, waardoor hij zelf massiever zou worden.
De eerste ster explodeerde toen en vormde een zwart gat. Uiteindelijk explodeerde ook de tweede ster en vormde een neutronenster (of, afhankelijk van de aanvankelijke massa en hoe snel de ene materiaal aan de andere verloor, zou het omgekeerd kunnen zijn). Hoe dan ook, wat er overbleef was een neutronenster in een baan om een zwart gat.
starship troopers verrader van mars naaktheid
Als er een derde ster in het systeem zat, had het de twee uit balans kunnen brengen, waardoor ze dichter bij elkaar kwamen. Of het is mogelijk dat de twee gedurende miljarden jaren zwakke zwaartekrachtsgolven uitzonden terwijl ze om hun baan draaiden, energie verloren en langzaam naar elkaar toe spiraalden. Hoe dan ook, uiteindelijk kwamen ze dicht genoeg bij elkaar, en BANG. Het zwarte gat slokte de neutronenster op.
Trouwens, als je nieuwsgierig bent: wat overblijft na deze gebeurtenis is een massiever en groter zwart gat. Dat maakt deel uit van het hele ding van een zwart gat: val erin en je bent nu een deel van het zwarte gat.
hoe single sex scenes te zijn
De orbitale energie van zo'n systeem vlak voor Dat Laatste Moment is moeilijk te doorgronden. Twee objecten met een totale massa van meerdere keren de massa van de zon wervelen om elkaar heen met bijna de lichtsnelheid. Die energie moet ergens heen als de twee samensmelten. Waar het heen gaat, is het schudden van ruimtetijd.
Wanneer dit gebeurt, wordt een deel van de massa van het systeem direct omgezet in de energie van zwaartekrachtgolven. Dit is een enorme hoeveelheid energie. In deze twee nieuwe gevallen werd ongeveer de helft van de massa van de zon omgezet in energie. Let wel, dit gebeurt via de vergelijking E=mc^2, en de lichtsnelheid in het kwadraat is een heel, heel groot getal. De laatste momenten duurden slechts enkele seconden, maar de hoeveelheid gecreëerde energie was ongeveer 1 00 triljoen keer de totale helderheid van de zon (10twintig) gedurende dezelfde tijd!
Toch was het vrijwel zeker helemaal donker. Er werd helemaal geen licht uitgestraald (er werd in ieder geval geen flits gezien door telescopen, en dat werd ook niet verwacht). Alle energie ging in zwaartekrachtsgolven. Beide gebeurtenissen waren ongeveer een miljard lichtjaar verwijderd en over die enorme afstand verzwakten de signalen enorm. Tegen de tijd dat ze hier aankwamen, waren ze nog amper te horen. Eerlijk gezegd zou een gefluister in de buurt van de detectoren een veel groter signaal veroorzaken dan deze gebeurtenissen.
Fusies zoals deze zijn belangrijk omdat we niet echt volledig begrijpen hoe een zwart gat en neutronenstersysteem wordt gevormd, of hoe het zich in de loop van de tijd ontwikkelt. Alleen al het zien van deze gebeurtenissen vertelt ons dat deze binaire systemen bestaan - een goed begin - en ook hoe vaak ze voorkomen in ons lokale volume van de ruimte (van deze zouden we verwachten dat er ongeveer één fusie per week ergens binnen 2 miljard lichtjaar van ons is). Als er meer worden gedetecteerd, zal het astronomen helpen erachter te komen hoe deze massieve stellaire dubbelsterren zich gedragen.
Wat geweldig is! Zolang ze maar ver weg zijn. Dat soort gebeurtenissen vind ik prima als het in een ander sterrenstelsel gebeurt. Zelfs een dichterbij zou cool zijn, om een beter signaal te krijgen en het beter te kunnen analyseren. Maar als het ene kosmische monster het andere opeet, hoe geweldig en cool het ook is, vind ik het niet erg om een bloedneus te hebben.
* In 2019 werd een soortgelijke gebeurtenis gedetecteerd, waarbij een enorm zwart gat samensmolt met wat waarschijnlijk een zwart gat met een zeer lage massa is. Het is mogelijk dat het tweede object een extreem massieve neutronenster was, maar vrij onwaarschijnlijk.
