Wenn Galaxien kollidieren: Das Wachstum der supermassiven schwarzen Löcher (Op-Ed)
Auf der Suche nach Gravitationswellen
Gravitationswellen sind eine Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins und entstehen durch sehr massive, kompakte Objekte, die Geschwindigkeit oder die Richtung ändern. Dies wiederum bewirkt, dass die gemessenen Abstände zwischen Objekten zu ändern.
Zum Beispiel verursacht eine Gravitationswelle Bildschirm Ihres Computers auf der Durchreise zum ersten Stück in eine Richtung, dann in einem senkrecht immer und immer wieder.
Zum Glück sind für Ihren Laptop, aber leider für Astronomen Gravitationswellen sehr schwach. Gravitationswellen aus einem Paar von schwarzen Löchern in einer nahe gelegenen Galaxie bewirkt, dass Ihre Bildschirmgröße von einem Atomkern mehr als zehn Jahren ändern.
Aber keine Angst – eine Möglichkeit, diese Wellen erkennen besteht mit anderen extremen astronomischen Objekten: Pulsare, die Reste der massiven Sternexplosionen Supernovae genannt sind.
Während sie nicht ganz so extrem wie schwarze Löcher, sind Pulsare massiv und kompakt genug, um die Atome in einem Meer von Kernen und Elektronen zu vernichten. Sie komprimieren bis zu zweimal die Masse unserer Sonne in ein Volumen von der Größe einer Großstadt.
So wie helfen Pulsare? Zuerst drehen sie sehr schnell – einige von ihnen bis zu 700 Mal pro Sekunde – und sehr vorhersehbar. Sie emittieren intensive Leuchtturm-wie Strahlen von Radiowellen, die, wenn sie von der Erde fegen als regelmäßige "Zecken erscheinen" – siehe Video unten.
Also hier die Pointe ist: Gravitationswellen aus Paaren von schwarzen Löchern im ganzen Universum unterbricht die sonst sehr regelmäßigen Zecken von Pulsaren in einer Weise, die wir messen können.
Unsere Pulsar-Messungen
Wir fanden, dass die Theorie, die schwarze Löcher wuchs vor allem durch Absorption von anderen schwarze Löcher nicht mit unseren Daten konsistent ist.
Wenn die Theorie stimmt, gäbe es Gravitationswellen auf einer Ebene, die die Zecken weniger regelmäßig als unsere Messungen angezeigt werden verursachen würde. Dies bedeutet, dass schwarze Löcher müssen mit anderen Mitteln gewachsen sind, wie z. B. durch den Verzehr von weite Landstriche der Gas, während Galaxy Fusionen aufgewühlt.
Wir verwendeten Messungen von Pulsar Ticks aus der CSIRO Parkes Radioteleskop (Dish) gesammelt von der Parkes Pulsar Timing Array-Projekt unter der Leitung von der CSIRO und Swinburne University of Technology.
Die Messungen umfassen mehr als zehn Jahren und gehören zu den genauesten in Existenz.
Diese Daten werden gesammelt, um schließlich direkt Gravitationswellen beobachten. Jedoch haben wir in unserer Arbeit die Daten mit Gravitationswelle Vorhersagen aus verschiedenen Theorien für schwarze Löcher wie wuchs verglichen.
Unsere Arbeit gibt uns große Ermutigung für die Perspektiven für die Verwendung von Pulsaren um zu Gravitationswellen aus schwarzen Löchern.
Wir sind zuversichtlich, dass Gravitationswellen draußen sind-Galaxien, immerhin kollidieren – und wir haben gezeigt, dass wir Pulsar Zecken mit ausreichender Genauigkeit zu Gravitationswellen in naher Zukunft können messen können.
In der Zwischenzeit können wir auch das Fehlen von Gravitationswellen, schwer fassbaren supermassiven schwarzen Löcher zu studieren.
Vikram Ravi wird gefördert durch John Stocker als Stipendiat der Wissenschaft und Industrie Stiftungsfonds. Er ist mit der University of Melbourne und CSIRO verbunden.
Ryan Shannon ist mit CSIRO angegliedert.
Dieser Artikel erschien ursprünglich in The Conversation. Lesen Sie die