Cinco inusual de los hechos sobre los agujeros negros, que "ha visto" el observatorio LIGO

El 14 de septiembre de 2015, pocos días después de la primera conexión LIGO, a través de la Tierra ha pasado de la gravedad de la onda. Al igual que miles de millones de tales ondas, que pasaban a través de la Tierra a lo largo de su historia, este ha sido generado por el закручиванием, mezcla y de la colisión de dos masivos сверхдалеких objetos fuera de los límites de nuestra galaxia. Desde una distancia de más de mil millones de años luz, hemos recibido la señal de la fusión de dos agujeros negros. La señal, moviéndose a la velocidad de la luz, que finalmente llegó a la Tierra.

Y esta vez estábamos preparados. Dobles detectores de LIGO vieron como sus mangas se han ampliado y se han apretado en субатомную valor, pero fue suficiente para que el rayo láser se ha movido y ha producido un cambio aparente interferencia de la imagen. Por primera vez encontramos la onda gravitacional. Tres años más tarde, ya hemos descubierto once de estos, diez de los cuales vinieron de los agujeros negros. Eso es lo que hemos aprendido.

Había dos "viga" de datos LIGO: la primera desde el 12 de septiembre de 2015 al 19 de enero de 2016 y el segundo, con una mejora en la sensibilidad, de 30 de noviembre de 2016 y el 25 de agosto de 2017. Última ejecución, en particular, se celebró conjuntamente con el detector de VIRGO en italia, quien agregó que no sólo la tercera detector, sino que también ha mejorado considerablemente nuestra capacidad de marcar el lugar de la aparición de estas ondas gravitatorias. LIGO en la actualidad no funciona, se cierra a la reparación de las actualizaciones, que hará que sea aún más sensible. Una nueva sesión de recopilación de datos debe comenzar en la primavera de 2019.

El 30 de noviembre científica de un proyecto en que colaboran LIGO reveló los resultados de su análisis de la mejora de la que es sensible a las últimas etapas de la fusión de objetos con una masa de 1 a 100 de sol.

Desde el 11 de detección, que se han hecho hasta la fecha, 10 representan la fusión de agujeros negros, y sólo GW170817 es la fusión de estrellas de neutrones. La fusión de estrellas de neutrones pasaba cerca de nosotros — a 130-140 millones de años luz. El más masivo de fusión — GW170729 — hemos escuchado a una distancia de 9 mil millones de años.

Dos de estos detección representan también es la más fácil y la más difícil de fusión con la formación de ondas gravitatorias: en GW170817 encontrado una estrella de neutrones con una masa de 1,46 y 1,27 solares, y en GW170729 encontrado un agujero negro con la masa en el 50,6 y el 34,3 masas solares.

Antes de ustedes cinco descubrimientos sorprendentes que hemos aprendido, gracias a todas estas обнаружениям.

#1. Grande no siempre se ve mejor

Los Más grandes de la fusión de agujeros negros es más fácil de ver — y no más de 50 masas solares. Ondas gravitacionales son buenos que sean más fáciles de ver desde lejos, que la fuente de luz. La luz pierde brillo es proporcional al cuadrado de la distancia: la estrella, que es diez veces más lejos que será cien veces luces. Pero de ondas gravitacionales se apagan directamente proporcional a la distancia: los agujeros negros, que serán a tal distancia, que generarán 1/10, y no 1/100 de la fuerza de la señal.

Como resultado De ello, podemos ver muy masiva objetos muy grandes distancias, pero no vemos los agujeros negros que fusionan al 75, 100, 150 o 200+ masas solares. De 20 a 50 masas solares — es muy común, pero por encima de ello, aún no han visto nada. Tal vez, los agujeros negros, fruto de la supermasivos estrellas realmente son infrecuentes.

#2. Más de detectores — mejor

La Adición de un tercer detector al mismo tiempo mejora la capacidad de determinar la posición de objetos y aumenta la frecuencia de detección. LIGO en el que ha trabajado alrededor de 4 meses durante el primer inicio y 9 meses de edad en el momento de la segunda. Sin embargo, la mitad de su detección se produjo en el último mes: junto con ella trabajaba de VIRGO. En el año 2017, гравитационно-onda del suceso se han detectado en estos días:

• el 29 de julio (agujeros negros de sol de las masas 50.6 y 34.3),
• el 9 de agosto de agujeros negros de sol de las masas 35.2 y 23.8),
• el 14 de agosto (los agujeros negros de sol de las masas de 30.7 y 25.3),
• el 17 de agosto (una estrella de neutrones solares de las masas de 1.46 y 1.27),
• 18 de agosto, los agujeros negros de sol de las masas 35.5 y 26.8),
• el 23 de agosto (los agujeros negros de sol de las masas 39.6 y 29.4).

Durante este último mes de las observaciones que hemos encontrado de mezcla una vez a la semana. Puede ser, cuando nos hacemos sensibles a mayores distancias y de las señales más pequeñas de las amplitudes y de las masas, nos empezamos a ver en un solo evento en el día en 2019.

#3. La fusión de agujeros negros que ilumina el Universo

Cuando los agujeros negros que hemos encontrado, se encontraban, se высвобождали más energía en la cima de las estrellas en el Universo en su conjunto. Nuestro Sol es un estándar que da forma a nuestra visión del resto de las estrellas. Que brilla tan brillante que su suministro total de energía — 4 x 10²⁶ w — equivale a favor de un sistema de cuatro millones de toneladas de materia en energía limpia una vez por segundo.

En La evaluación de ~10²³ de las estrellas en el Universo observable, la potencia total de salida de todas las estrellas brillantes en el cielo, no supera los 10⁴⁹ w en cualquier momento: una enorme cantidad de energía que se propaga por el espacio. Pero en cuestión de milisegundos, durante el pico de la combinación de dobles agujeros negros, cada uno de 10 observados de eventos, desde el punto de vista de la energía, superó muchísimo todas las estrellas en el Universo en su conjunto. (Aunque es una cantidad relativamente pequeña). No es de extrañar que más masivas de la fusión de encabezaron la lista.

#4. Los generadores de energía

El Orden de 5% de la masa total de dos agujeros negros se convirtió en energía limpia por la fórmula de einstein E = mc² en el tiempo de estas fusiones. Ondas en el espacio que generan estas fusiones de agujeros negros, debería de donde obtener energía y de alguna manera, debe partir de la masa de los mismos fusionan los agujeros negros. En promedio, en vista de la cantidad de señales de ondas gravitatorias, que nosvisto y recuperados de las distancias entre ellos, los agujeros negros han perdido alrededor de un 5% de su masa total, que se convierte en гравитационно-onda de la energía, la combinación de correspondencia.

• GW170608, la fusión de agujeros negros más bajo de la masa, convirtió 0,9 solar de la masa en energía.
• GW150914, el primer resplandor de los agujeros negros, ha convertido 3,1 solar de la masa en energía.
• GW170729, el más masivo de la fusión de agujeros negros, ha convertido 4,8 solar de la masa en energía.

Estos eventos generan ondas en el espacio-tiempo, son los grandes eventos, conocidos desde la época de la Gran Explosión. Se producen más energía que cualquier fusión de estrellas de neutrones, rayos gamma picos o сверхновые.

#5. Más pequeñas — pronto

Con todo lo que tenemos a la fecha, se vieron, se puede esperar que veremos de la fusión de agujeros negros con menor peso y mayor frecuencia. Más masivas de la fusión de agujeros negros producen señales de mayor amplitud, por lo tanto, más fácil de detectar. Pero teniendo en cuenta la relación entre el volumen y la distancia, el doble de grande que la distancia significa ocho veces más volumen. Cuanto mayor se hace LIGO, más fácil de detectar y masiva de objetos a grandes distancias, que маломассивные objetos de cerca.

Sabemos que existen los agujeros negros en 7, 10, 15 o 20 masas solares, pero LIGO más fácil de detectar más de un enorme agujero negro más allá. Esperamos que existen dobles agujeros negros con несовпадающими las masas: uno de ellos será mucho más voluminoso de la otra. A medida que mejora nuestra sensibilidad, esperamos que habrá más, pero es más fácil será encontrar la más masiva. Esperamos que más masivas de ellos se impondrán en los primeros hallazgos, así como "júpiteres calientes", han dominado en primer lugar la búsqueda de planetas extrasolares. A medida que lo vamos a mejorar el proceso de búsqueda, vamos a encontrar más agujeros negros con menos masa.

Cuando se anunció la primera de gravedad de onda, junto con esto nació гравитационно onda de la astronomía. La gente se compararon este evento con el fin de, cuando por primera vez por galileo dirigió su telescopio al cielo, pero en realidad es mucho mayor. Como si nuestros cielos se están cubiertas por nubes, y la primera vez que hemos desarrollado un dispositivo que permite ver a través de ellos es bastante brillante fuente de la gravedad: la fusión de agujeros negros o estrellas de neutrones. гравитационно onda de la astronomía promete revolucionar nuestra visión del Universo, de mostrar su en el nuevo mundo. Y este es el futuro ya ha llegado.

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