Descubre el misterioso eslabón perdido en la astronomía de agujeros negros


Descubre el misterioso eslabón perdido en la astronomía de agujeros negros

Informe de Mysterious Earth uux.cn Según cnBeta: una comprensión más profunda de los agujeros negros puede revolucionar la comprensión científica de la física, pero sus propiedades misteriosas los hacen difíciles de observar. la comprensión de la física. Los telescopios mejorados, los instrumentos mejorados y la inteligencia artificial podrían ayudar a estudiar estos "monstruos" galácticos.

La rareza exhibida por los agujeros negros es desconcertante. Los agujeros negros se forman cuando las estrellas queman todo su combustible nuclear y se colapsan bajo su propia gravedad, tan extraño que incluso Einstein una vez pensó que eran imposibles.

Son regiones del espacio con una atracción gravitatoria tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de su atracción. Una vez que las estrellas majestuosas y brillantes se queman y se encogen en una capa relativamente pequeña, toda su masa se concentra en una en un espacio pequeño. Imagínese nuestro sol, que tiene aproximadamente 1,4 millones de kilómetros de diámetro, se reduce a un agujero negro con un diámetro de solo 6 kilómetros. Esta compacidad le da al agujero negro una enorme fuerza gravitacional.

Los agujeros negros no solo capturan la luz, sino que también pueden aplastar cualquier estrella que encuentren, o incluso fusionarse entre sí. Eventos como este liberan ráfagas de energía que pueden detectarse a miles de millones de años luz de distancia.

El Premio Nobel de Física 2020 fue compartido por científicos que descubrieron un objeto invisible en el centro de la Vía Láctea que estaba atrayendo una estrella hacia él. Este es un agujero negro supermasivo, o SMBH, con una masa igual al número de nuestro sol millones de veces.

El Dr. Kenneth Duncan, astrofísico del Observatorio Real de Edimburgo, Reino Unido, dijo: "En el centro de cada galaxia masiva, creemos que hay un agujero negro supermasivo. También creemos que juegan un papel muy importante en la formación de galaxias. papel importante, incluida la Vía Láctea."

Galaxia "Monstruo"

Los agujeros negros supermasivos son "monstruos" gravitacionales en el universo. El profesor Philip Best, astrofísico de la Universidad de Edimburgo, dijo: "La masa del agujero negro en el centro de una galaxia puede ser de 1 millón a varios miles de millones de veces mayor que de nuestro sol".

Aspiran gas y polvo de su entorno, incluso objetos tan grandes como estrellas. Justo antes de que este material caiga en el horizonte de eventos del agujero negro, se mueven rápidamente y se calientan, liberando energía en forma de destellos de alta energía. Potente chorros de material también pueden ser expulsados ​​de este proceso de ingestión.

Estos se pueden detectar en la Tierra con radiotelescopios, como LOFAR en Europa, que tiene detectores en el Reino Unido, Irlanda, Francia, los Países Bajos, Alemania, Suecia, Polonia y Letonia.

Duncan está utilizando observaciones LOFAR para identificar agujeros negros masivos en un proyecto llamado HIZRAD. Duncan dijo: "Podemos detectar agujeros negros cada vez más lejanos con el objetivo de encontrar el agujero negro más temprano y algunos de los más extremos del universo". "

LOFAR puede incluso identificar agujeros negros ocluidos. Duncan ha utilizado inteligencia artificial para combinar datos de LOFAR y estudios de telescopios para identificar objetos de interés.

Mejor instrumento

Mejores instrumentos pronto ayudarán en esta misión. Una actualización del Telescopio William Herschel en la isla de La Palma, España, le permitirá observar miles de galaxias simultáneamente. Un espectrómetro llamado WEAVE podría potencialmente Detectar agujeros negros supermasivos y observar la formación. de estrellas y galaxias.

Las señales de radio sugieren que los agujeros negros supermasivos existieron ya en el primer 5-10 % de la historia del universo. Estos agujeros negros tienen mil millones de masas solares, explicó Best, quien es el director de investigación.

Sorprendentemente, estos "Big Macs" existieron en las primeras etapas del universo. "En términos de la historia del universo, tienes que poner todas estas masas en un volumen muy pequeño y muy rápido", dijo Best.

Los investigadores saben que después del Big Bang, el universo comenzó como una burbuja en expansión de materia primordial. Los estudios de la radiación cósmica de fondo muestran que los cúmulos de materia eventualmente se agrupan para formar estrellas. Sin embargo, "formar un cúmulo tan grande como 10 Los procesos de un agujero negro de mil millones de masas solares no se comprenden completamente", dijo Best.

agujero negro de masa intermedia

Mientras continúa la investigación sobre agujeros negros supermasivos, el astrónomo Dr. Peter Jonker de la Universidad de Radboud en Nijmegen, Países Bajos, está interesado en la formación de agujeros negros de tamaño intermedio.

Él está estudiando la posible existencia de agujeros negros de masa intermedia IMBH a través del proyecto imbh. Señaló que los agujeros negros supermasivos se han observado desde que el universo tenía solo 600 millones de años. Los científicos estiman la edad total del universo unos 13.800 millones de años.

Jonker dijo: "El universo comenzó como una 'sopa de materiales' homogénea, entonces, ¿cómo se obtiene una masa de mil millones de veces la masa del sol en un período de tiempo muy corto?"

Mientras que los agujeros negros supermasivos pueden devorar estrellas similares al Sol llamadas enanas blancas enteras, los IMBH deberían ser lo suficientemente poderosos como para simplemente destrozarlos, emitiendo llamativos destellos de energía.

“Cuando una estrella compacta, una enana blanca, se desgarra, solo puede ser desgarrada por un agujero negro de masa intermedia”, dijo Jonker. “Los agujeros negros supermasivos se los comen enteros. Hay fuertes indicios de que los agujeros negros de masa intermedia los agujeros negros los devoran enteros. Hay agujeros negros masivos, pero todavía no hay evidencia".

Estaba buscando fuertes destellos de energía de rayos X para indicar la presencia de un agujero negro intermedio. El problema es que cuando se detectó la señal, los fuertes destellos solo duraron unas pocas horas. Esto significa que los datos también llegaron tarde para convertir los telescopios ópticos se giran hacia la fuente de luz para observar.

Jonker dice: "Esto solo sucede una vez cada 10.000 años en cada galaxia, por lo que aún no hemos visto una en nuestra galaxia".

Jonker también está tratando de observar el resultado esperado de dos agujeros negros que giran y se fusionan, y luego envían ondas gravitacionales que golpean las estrellas cercanas. Sin embargo, para identificar estas estrellas sacudidas se requieren poderosos telescopios espaciales.

parpadeo de rayos X

El satélite Gaia, lanzado en 2013, está brindando algo de ayuda, pero una misión planificada llamada Euclid tomará imágenes de mayor resolución y puede ayudar a Jonker a probar la existencia de IMBH. El satélite estaba originalmente programado para ser lanzado en un cohete ruso; ahora será lanzado por un cohete europeo Ariane 6, pero con un ligero retraso.

Sin embargo, un pequeño satélite, el satélite Einstein Probe dominado por China, está programado para lanzarse en 2023 y buscará destellos de energía de rayos X que podrían marcar un agujero negro de masa intermedia. Duncan de Edimburgo dijo que sí. La búsqueda de intermedio -los agujeros negros masivos están vinculados a los suyos. "Tiene el potencial de ayudarnos a resolver la cuestión de dónde provienen los agujeros negros supermasivos", dijo.

Hoy en día, los físicos se basan en la teoría cuántica y las ecuaciones de Einstein para describir cómo funciona el universo. Sin embargo, estas no pueden ser la última palabra porque no se combinan bien.

“La teoría de la gravedad falla cerca de los agujeros negros, y si los observamos lo suficientemente de cerca”, dijo Jonker, “nuestra expectativa es que encontraremos desviaciones de la teoría y lograremos un progreso importante en la comprensión de cómo funciona la física”.




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