Происхождение бинарных черных дыр может быть скрыто в их спинах, предполагает исследование
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Astronomy and Astrophysical Letters, группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) использовала различные компьютерные модели для изучения 69 подтвержденных двойных черных дыр, чтобы определить их происхождение. и обнаружили, что результаты их данных изменились в зависимости от конфигураций модели.
По сути, входные данные постоянно изменяли выходные данные, и исследователи хотят лучше понять, как и почему это происходит, и какие шаги можно предпринять, чтобы получить больше данных. последовательные результаты.
«Когда вы меняете модель и делаете ее более гибкой или делаете другие предположения, вы получаете другой ответ о том, как черные дыры образовались во Вселенной», — Сильвия Бисковяну, аспирант Массачусетского технологического института, работающая в Лаборатория LIGO и соавтор исследования, говорится в заявлении.
«Мы показываем, что людям нужно быть осторожными, потому что мы еще не на той стадии с нашими данными, когда мы можем верить тому, что говорит нам модель.»
Как и двойные звезды, двойные черные h олесы – это два массивных объекта, вращающихся вокруг друг друга, оба из которых могут потенциально сталкиваться или сливаться друг с другом, а еще одна общая характеристика – черные дыры иногда возникают в результате коллапса умирающих массивных звезд, также известного как сверхновая.
Но то, как возникли двойные черные дыры, остается загадкой, поскольку в настоящее время существуют две гипотезы относительно их образования: «полевая бинарная эволюция» и «динамическая сборка».
Полевая двойная эволюция включает в себя, когда пара двойные звезды взрываются, в результате чего на их месте образуются две черные дыры, которые продолжают вращаться вокруг друг друга так же, как и раньше.
Поскольку они изначально вращались вокруг друг друга как двойные звезды, считается, что их вращения и наклоны должны быть выровнены. , а также.
Ученые также предполагают, что их выровненные вращения указывают на то, что они произошли из галактического диска, учитывая его относительно мирную среду.
Динамическая сборка включает в себя, когда две отдельные черные дыры, каждая с свой уникальный наклон и sp в конечном итоге объединяются экстремальными астрофизическими процессами, чтобы сформировать свою собственную двойную систему черных дыр.
В настоящее время предполагается, что это спаривание, вероятно, произойдет в плотной среде, такой как шаровое скопление, где тысячи звезды, находящиеся в непосредственной близости, могут сблизить две черные дыры.
Настоящий вопрос заключается в следующем: какая часть двойных черных дыр возникает в результате каждого соответствующего метода? Астрономы считают, что ответ лежит в данных, в частности в измерениях вращения черных дыр.
Используя 69 подтвержденных двойных черных дыр, астрономы определили, что эти массивные объекты могут происходить как из шаровых скоплений, так и из галактических дисков.
Лаборатория LIGO в Соединенных Штатах работала со своим итальянским коллегой Virgo, чтобы установить спины (периоды вращения) 69 подтвержденных двойных черных дыр.
«Но мы хотели знать, у нас достаточно данных, чтобы провести это различие?» — сказал Бисковяну. «И оказывается, все запутанно и неопределенно, и это сложнее, чем кажется».
Для исследования исследователи постоянно настраивали серию компьютерных моделей, чтобы убедиться, что их результаты согласуются с предсказаниями каждой модели. .
Одна из таких моделей была сконфигурирована так, чтобы предположить, что только часть двойных черных дыр была создана с выровненными спинами, тогда как остальные имеют случайные спины. Другая модель была настроена так, чтобы предсказывать умеренно контрастную ориентацию вращения.
В конце концов, их результаты показали, что результаты постоянно менялись в соответствии с измененными моделями.
По сути, результаты постоянно менялись. на основе настроек модели, а это означает, что для получения более последовательных результатов, вероятно, потребуется больше данных, чем 69 подтвержденных двойных черных дыр.
«Наша статья показывает, что ваш результат полностью зависит от того, как вы моделируете свою астрофизику, а не сами данные», — сказал Бисковяну.
«Нам нужно больше данных, чем мы думали, если мы хотим сделать заявление, которое не зависит от сделанных нами астрофизических предположений», — сказал Сальваторе Витале, сотрудник профессор физики, член Института астрофизики и космических исследований им. Кавли при Массачусетском технологическом институте и ведущий автор исследования.
Но сколько еще данных потребуется астрономам? По оценкам Витале, сеть LIGO сможет обнаруживать одну новую бинарную черную дыру каждые несколько дней, как только сеть вернется к работе в начале 2023 года.
«Измерения спинов, которые у нас есть сейчас, очень неопределенны». — сказал Витале.
«Но поскольку мы создаем их много, мы можем получить более качественную информацию. Тогда мы можем сказать, что независимо от деталей моей модели, данные всегда говорят мне одну и ту же историю — история, в которую мы могли тогда поверить.»
Эта статья была первоначально опубликована Universe Today. Прочтите исходную статью.
