"Rogue Monstros do Cosmos" buracos negros --Supermassive Detectado expulsos de seu Galaxy

As regiões centrais de muitas galáxias brilhantes, a nossa própria Via Láctea incluída, abrigar núcleos de escuridão impenetrável - buracos negros com massas equivalentes a milhões, ou até bilhões, de sóis. Além do mais, estes buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras parecem desenvolver em conjunto, ou "co-evoluir." A teoria prevê que, como galáxias colidem e se fundem, cada vez mais massiva.

Pesquisadores desenvolveram um novo método para detectar e medir um dos eventos mais poderosos e mais misteriosas, no Universo - um buraco negro que está sendo expulso de sua galáxia hospedeira e no espaço intergaláctico a velocidades tão elevadas como 5000 quilómetros por segundo.

"Quando a detecção de ondas gravitacionais foi anunciado, uma nova era na astronomia começou, já que agora podemos realmente observar dois fusão de buracos negros", disse o co-autor do estudo Christopher Moore, um estudante da Universidade de Cambridge PhD que também era um membro da equipe que anunciou a detecção de ondas gravitacionais no início deste ano. "Agora temos duas maneiras de detectar buracos negros, em vez de apenas um - é surpreendente que apenas alguns meses atrás, não podíamos dizer que E com o futuro lançamento de novos detectores de ondas gravitacionais baseados no espaço, nós estaremos. capaz de olhar para as ondas gravitacionais em um galáctico, ao invés de um estelar, escala. "

O método, desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Cambridge, poderia ser usado para detectar e medir os chamados superkicks buraco negro, que ocorrem quando dois buracos negros supermassivos fiação colidem uns nos outros, e o recuo da colisão é tão forte que o remanescente da incorporação buraco negro é devolvida para fora da sua galáxia hospedeira inteiramente. Seus resultados são relatados na revista Physical Review Letters.

No início deste ano, o Collaboration LIGO anunciou a primeira detecção de ondas gravitacionais - ondulações no tecido do espaço-tempo - proveniente da colisão de dois buracos negros, confirmando uma importante previsão da teoria geral da relatividade de Einstein e marcando o início de uma nova era na astronomia. À medida que a sensibilidade dos detectores LIGO é melhorada, ainda mais ondas gravitacionais são esperados para ser detectado - a segunda detecção com sucesso foi anunciado em Junho.

Como dois buracos negros circular entre si, eles emitem ondas gravitacionais de uma forma altamente assimétrica, o que leva a uma emissão líquida de ímpeto em alguma direção preferencial. Quando os buracos negros finalmente fazer colidem, conservação do momento dá um recuo, ou chute, muito parecido com quando uma arma é disparada. Quando os dois buracos negros não estão girando, a velocidade do recuo é de cerca de 170 quilômetros por segundo. Mas quando os buracos negros estão girando rapidamente em certas orientações, a velocidade do recuo pode ser tão elevada como 5000 quilómetros por segundo, facilmente superando a velocidade de escape de até mesmo as galáxias mais maciças, enviando o resto buraco negro resultante da fusão em intergaláctico espaço.

Os investigadores Cambridge desenvolveram um novo método para a detecção destes pontapés com base no sinal da onda gravitacional sozinho, utilizando o efeito Doppler. O efeito Doppler é a razão que o som de um carro que passava parece reduzir em campo como se chega mais longe. É também amplamente utilizado em astronomia: a radiação eletromagnética proveniente de objetos que se movem para longe da Terra é deslocado para a extremidade vermelha do espectro, enquanto a radiação proveniente de objetos que se movem mais perto da Terra é deslocado para a extremidade azul do espectro. Da mesma forma, quando um pontapé buraco negro tem força suficiente, as ondas gravitacionais que emite será vermelho-deslocada se for dirigido para longe da Terra, enquanto eles será azul-deslocada se for dirigida para a Terra.

"Se conseguirmos detectar uma mudança Doppler em uma onda gravitacional a partir da fusão de dois buracos negros, o que estamos detectando é um chute buraco negro", disse o co-autor do estudo Davide Gerosa, um estudante de PhD do Departamento de Matemática Aplicada e de Cambridge Física Teórica. "E a detecção de um pontapé buraco negro significaria uma observação direta de que as ondas gravitacionais estão levando não apenas energia, mas momento linear assim."

Detectar este efeito indescritível requer experimentos de ondas gravitacionais capazes de observar as fusões de buracos negros com uma precisão muito elevada. Um pontapé de buraco negro não pode ser directamente detectada usando detectores de ondas gravitacionais terrestres atuais, como os que estão em LIGO. No entanto, de acordo com os pesquisadores, o novo detector de ondas gravitacionais baseado no espaço conhecido como eLISA , financiado pela Agência Espacial Europeia (ESA) e devido para o lançamento em 2034, será poderoso o suficiente para detectar vários destes buracos negros fugitivos. Em 2015, a ESA lançou o LISA Pathfinder, que está testando com sucesso várias tecnologias que podem ser usadas para medir as ondas gravitacionais do espaço.

Os investigadores verificaram que o detector eLISA acima irá ser particularmente bem adequado para detectar pontapés buraco negro: será capaz de medir pontapés tão pequeno quanto 500 quilómetros por segundo, assim como os superkicks muito mais rápido. medições pontapé nos dirá mais sobre as propriedades dos spins buraco negro, e também fornecer uma maneira direta de medir a força transportada por ondas gravitacionais, que podem levar a novas oportunidades para testar a relatividade geral.

O Galaxy diário via Universidade de Cambridge e NASA / JPL

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