Astronomija

Kodėl susisukus juodosioms skylėms supermasyvios juodosios skylės akrecijos diske, jos turėtų „iššauti tiesiai į viršų“ iš disko?

Kodėl susisukus juodosioms skylėms supermasyvios juodosios skylės akrecijos diske, jos turėtų „iššauti tiesiai į viršų“ iš disko?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Aš ką tik bandžiau perskaityti naują „New York Times“ straipsnį „Nepakanka dviejų juodų skylių? „Make It Three“, susiejanti naują 2020 m. Birželio 25 d. „Physical Review“ laišką Graham ir kt. Elektromagnetinis atitikmuo dvinarių juodųjų skylių susijungimo gravitacinių bangų įvykiui S190521g

Apibūdintas įvykis yra dviejų juodųjų skylių, kurios buvo įterptos į galios viduryje esančios supermasyvios juodosios skylės akreto diską, susijungimas; t.y. kvazare (laisvai kalbant).

NYTimes straipsnyje aprašomi šie dalykai

Istorijoje, kurią daktaras Grahamas ir jo komanda lopė kartu, sukosi juodosios skylės, kurios sukėlė atsitraukimą, kuris sujungtą rezultatą iššovė beveik tiesiai į viršų ir galiausiai iš akrecijos disko 120 mylių per sekundę greičiu. . Jei paaiškinimas tikslus, juodoji skylė tuo pačiu greičiu po kelių mėnesių ar metų turėtų vėl nukristi į akrecijos diską, sukurdama dar vieną žybsnį. „Mes to ieškosime“, - sakė daktaras Grahamas.

Klausimas: Kodėl susisukus juodosioms skylėms supermasyvios juodosios skylės akrecijos diske, jos turėtų „iššauti tiesiai į viršų“ iš disko? Kaip buvo išsaugotas impulsas, t. Y. Kažkas atsitraukė ir „šovė tiesiai žemyn“?


Gravitacinės bangos neša impulsą

Iš vikipedijos

Juodosios skylės susijungimas atsitraukia Netikėtas rezultatas gali atsirasti susiliejus dvinarėms juodosioms skylėms, nes gravitacinės bangos turi impulsą, o susijungianti juodųjų skylių pora paspartėja, atrodo, pažeidžiant trečiąjį Niutono dėsnį. Svorio centras gali pridėti daugiau nei 1000 km / s smūgio greitį. [30] Didžiausi smūgio greičiai (artėjant 5000 km / s) įvyksta vienodos masės ir vienodo sukimosi dydžio juodosios skylės dvejetainiams kompiuteriams, kai sukimo kryptys yra optimaliai orientuotos taip, kad būtų išlygintos priešingai, lygiagrečiai orbitos plokštumai arba beveik sulygintos su orbitos kampinis impulsas. [31] To pakanka norint išvengti didelių galaktikų. Esant didesnei tikimybei, orientacija yra mažesnė, galbūt tik keli šimtai kilometrų per sekundę. Tokio greičio dėka iš kamuolinių sankaupų bus išstumtos dvejetainės juodosios skylės, taip užkertant kelią masyvioms juodosioms skylėms kamuolinių grupių šerdyse. Savo ruožtu tai sumažina vėlesnių susijungimų tikimybę, taigi ir galimybę aptikti gravitacijos bangas. Nesisukančioms juodosioms skylėms didžiausias atstatymo greitis yra 175 km / s, kai masė yra penkių ir vienos santykis. Kai sukimai yra išlyginti orbitos plokštumoje, 5000 km / s atstumas gali atsirasti su dviem vienodomis juodosiomis skylėmis. [32]

Citatos yra

[30] Pietilä, Harri; Heinämäki, Pekka; Mikkola, Seppo; Valtonen, Mauri J. (1996 m. Sausio 10 d.). Anizotropinis gravitacinis spinduliavimas jungiantis juodosioms skylėms. Reliatyvistinės astrofizikos konferencija. „CiteSeerX“ 10.1.1.51.2616.

[31] Campanelli, Manuela; Lousto, Carlosas; Zlochower, Yosef; Merritt, David (2007 m. Birželio 7 d.). „Didžiausias gravitacinis atsitraukimas“. Fizinės apžvalgos laiškai. 98 (23): 231102. arXiv: gr-qc / 0702133. Bibo kodas: 2007PhRvL ... 98w1102C. doi: 10.1103 / PhysRevLett.98.231102. PMID 17677894.

[32] Lousto, Carlosas; Zlochoweris, Yosefas (2011). „„ Hangup Kicks “: vis dar didesni atsitraukimai, dalinai sulyginant juodo skylės binarių nugaros ir orbitą“. Fizinės apžvalgos laiškai. 107 (23): 231102. arXiv: 1108, 2009. Bibro kodas: 2011PhRvL.107w1102L. doi: 10.1103 / PhysRevLett.107.231102. PMID 22182078.


Leiskite man pamatyti, ar galiu pabandyti atsakyti į abi jūsų klausimo dalis. Svarbiausia yra dviejų dalykų derinys: 1) Daugumos dvejetainių BH, esančių akrecijos diske, dvejetainės orbitos bus toje pačioje plokštumoje, kaip ir akrecijos disko, kad "statmenai dvejetainei plokštumai" = "statmenai akrecijos diskui. "; 2) Veiksmingiausia dvejetainio atsitraukimo forma - kai, kaip pažymėjo Steve'as Lintonas, perteklinį tiesinį impulsą perneša gravitacinės bangos (GW) - priverčia sujungtą liekaną spardyti statmena dvejetainės orbitos plokštumai.

Pirmiausia manoma, kad dujinio kaupimo disko ir kompaktiškų, masyvių disko orbitoje esančių objektų (žvaigždžių, baltųjų nykštukų, neutronų žvaigždžių, juodųjų skylių) derinys pagreitina dvejetainių objektų (įskaitant dvejetaines juodąsias skyles) susidarymą - bet tik objektams, kurie skrieja akrecijos disko plokštumoje. Kadangi tokie objektai skrieja aplink centrinę SMBH toje pačioje plokštumoje, kai du tokie objektai suformuoja dvejetainį elementą, jie apskritai baigsis orbita vienas kitą viduje konors tas pats lėktuvas. Taigi turėtumėte įsivaizduoti dvejetainių duomenų populiaciją šiame diske, daugiausia su savo orbitos plokštumomis, išlygintomis akrecijos disko plokštuma. (Atkreipkite dėmesį, kad nėra jokios priežasties tikėtis sukasi atskirų BH, kad jie būtų suderinti vienas su kitu, o tai bus svarbu vėliau.)

Dabar mes svarstome gravitacinį atsitraukimo efektą. Paprasčiausias scenarijus - toks, kuris čia iš tikrųjų nėra aktualus! - dvejetainis-BH susijungimas apima du nesisukantys BHs. Jei jos yra vienodos masės, tada viskas yra simetriška ir jūs negaunate jokio smūgio. Jei jie yra nelygus masėje, tada mažesnės masės BH orbitos greitis yra didesnis ir jis (dėl reliatyvistinio pluošto) duos impulsą GW pavidalu orbitos kryptimi efektyviau nei masyvesnio BH atveju. Taigi visa sistema suteikia (linijinio) impulso perteklių viena kryptimi, o dvejetainis atstumia, kad išsaugotų impulsą. Nebūtų jokio grynojo efekto, jei orbitos būtų apskritos ir nesikeistų (nes tada perteklinio impulso „srautas“ GW tiesiog prasilenktų 360 USD ^ { circ} $ kaip BH skriejo vienas kitam); bet todėl, kad orbitos yra irstantys dėl GW emisijos galiausiai gaunama neto asimetrinė impulsų emisija GW, kurią suderina susiliejusio dvejetainio elemento atatranka. Bet tai yra dvejetainio plano plokštumoje, todėl jis nesukeltų statmeno smūgio, kuris mus domina. (Norėdami pamatyti gražų paveikslėlį, paimtą iš šio straipsnio, žr. Šį „Astrobites“ straipsnį.)

Nors nesisukančių BH atsitraukimas buvo teoriškai tiriamas kurį laiką, naujausi modeliavimai (pradedant maždaug 2007 m.) Parodė, kad jei BH būtų verpimo (kaip beveik visos juodosios skylės beveik neabejotinai yra), o jų sukimai buvo neteisingai suderinti, tada atsirado papildomas, daug stipresnis atsitraukimo efektas - „superkickas“. Svarbiausia yra tai tai atatrankos efektas sukelia susijungiančio dvejetainio elemento spyrį į kryptį statmena dvejetainio orbitos plokštumai (diskusijai skaitykite šiame „Astrobites“ straipsnyje, nors iš tikrųjų nepateikiamas gražus ir paprastas pagrindinės priežasties paaiškinimas). Kadangi, kaip minėta aukščiau, dvejetainės orbitos plokštuma paprastai sutampa su akrecijos disko plokštuma, galutinis rezultatas yra susijungimo likučio smūgis maždaug statmenas akrecijos diskui.


Žiūrėti video įrašą: Žioplį tu! (Vasaris 2023).