Uma campanha observacional recente envolvendo mais de duas dezenas de telescópios ópticos e espacial da NASA telescópio de raios-X com base SWIFT permitiu uma equipe de astrônomos para medir com muita precisão a velocidade de rotação de um dos buracos negros de maior massa no universo. Esta é uma notícia encorajadora para os sincronismo de matriz Pulsar esforços que irão detectar diretamente as ondas gravitacionais de tais sistemas no futuro próximo. A explosão óptica do quasar aumenta a excitação da primeira observação direta de um sinal de onda gravitacional transitória por LIGO .
A taxa de rotação do buraco negro maciço é um terço da taxa de rotação máxima permitida em Relatividade Geral. Este 18 bilhões de solares pesados poderes buracos negros de massa um quasar chamado OJ287 que fica a cerca de 3,5 bilhões de anos luz de distância da Terra. Quasi-stellar fontes de rádio ou `quasares 'para breve, são os centros muito brilhantes de galáxias distantes que emitem grandes quantidades de radiação eletromagnética devido ao infall da matéria em seus buracos negros maciços.
Este quasar encontra-se muito perto do caminho aparente movimento do Sol na esfera celeste, visto da Terra, onde são realizadas a maioria das pesquisas de asteróides e cometas. Portanto, suas medições fotométricas óptica já cobrem mais de 100 anos. Uma análise cuidadosa dessas observações mostram que OJ 287 produziu explosões ópticas quase-periódicos em intervalos de cerca de 12 anos que remonta a cerca de 1891. Além disso, uma inspeção próxima de conjuntos de dados mais recentes revela a presença de duplas picos nestas explosões.
Estas deduções solicitado Prof. Mauri Valtonen da Universidade de Turku, na Finlândia e seus colaboradores para desenvolver um modelo que exige a OJ287 quasar para abrigar dois buracos negros de massa desiguais. Seu modelo envolve um buraco negro maciço com um disco de acreção (um disco de material interestelar formado pela matéria que cai em objetos como buracos negros), enquanto o buraco negro comparativamente menor gira em torno dele. O OJ287 quasar é visível devido à lenta acreção de matéria, presente no disco de acreção, para o maior buraco negro.
Além disso, o pequeno buraco negro passa através do disco de acreção durante a sua órbita, que faz com que o material do disco para aquecer a temperaturas muito elevadas. Este material aquecido flui para fora a partir de ambos os lados do disco de acreção e irradia fortemente durante semanas. Isto faz com que os picos de brilho, e os picos duplos surgir devido a elipticidade da órbita, como mostrado na figura.
O modelo de buraco negro binário para OJ287 implica que a órbita do buraco negro menor deve girar, e isso muda quando e onde os impactos buraco menor do disco de acreção. Este efeito decorre da Teoria Geral da Relatividade de Einstein e sua taxa de precessão depende, principalmente, as duas massas de buracos negros e a taxa de rotação do buraco negro mais maciço. Em 2010, Valtonen e colaboradores usaram oito bem cronometrados explosões brilhantes de OJ287 para medir com precisão a taxa de precessão da órbita do buraco menor.
Esta análise revelou pela primeira vez que a velocidade de rotação do buraco negro juntamente com estimativas precisas para as massas dos dois buracos negros. Isso foi possível, uma vez precess órbita do buraco negro menor a uma incrível 39 graus por órbita individual. O modelo Relativistic Geral de OJ287 também previu que a próxima explosão poderia ocorrer em torno do tempo de GR Centenário, 25 de novembro de 2015, que marca o 100º aniversário da Teoria Geral da Relatividade de Einstein.
Uma campanha observacional foi, portanto, lançou para pegar essa explosão previsto. O alargamento óptica previu começou por volta de 18 de novembro de 2015 e atingiu o seu brilho máximo em 4 de dezembro de 2015. É o timing desta explosão brilhante que permitiu Valtonen e seus colegas de trabalho para medir diretamente a velocidade de rotação do buraco negro mais maciço para igual a um terço da taxa de rotação máxima permitida em Relatividade Geral. Em outras palavras, seu parâmetro Kerr é medido com precisão a ser 0,31 e seu valor máximo permitido em Relatividade Geral é um deles. Em comparação, o parâmetro de Kerr do buraco negro final, relacionados com a primeira detecção directa sempre de ondas gravitacionais só é estimada para ser inferior a 0,7.
As observações que levam a medição da rotação precisas foram feitas devido à colaboração de um número de telescópios ópticos no Japão, Coreia do Sul, Índia, Turquia, Grécia, Finlândia, Polónia, Alemanha, Reino Unido, Espanha, EUA e México. O esforço, liderado por Staszek Zola da Polónia, envolveu cerca de 100 astrônomos destes países. Curiosamente, um número de participantes-chave eram astrônomos amadores que operam seus próprios telescópios. A equipe de Valtonen que desenvolveu e contribuiu para o modelo de buraco negro binário de giro incluem teórica astrofísico A. Gopakumar de TIFR, Índia, e italiano astrônomo X-Ray Stefano Ciprini que obteve e analisou os dados de raios-X.
A ocorrência da explosão óptico previsto de OJ287 também permitiu à equipa para confirmar a perda de energia orbital para ondas gravitacionais dentro de dois por cento da previsão da Relatividade Geral. Isso fornece a primeira evidência indireta para a existência de um enorme binário buraco negro de giro emitindo ondas gravitacionais.
O Galaxy diário via Tata Institute of Research Fundamental
Imagem do OJ287 no topo da página: Observatory da NASA Chandra X-Ray
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