Bildekreditt: Hubble
Når sorte hull kolliderer, så pass på! Et enormt utbrudd av gravitasjonsstråling blir når de voldsomt smelter sammen til ett massivt svart hull. Sparket? som oppstår under kollisjonen kan slå det sorte hullet klart ut av galaksen.
En ny studie beskriver konsekvensene av en slik intergalaktisk kollisjon.
Astrofysiker David Merritt, professor ved Rochester Institute of Technology, og medforfattere Milos Milosavljevic (Caltech), Marc Favata (Cornell University), Scott Hughes (Massachusetts Institute of Technology) og Daniel Holz (University of Chicago) undersøker konsekvensene av spark fremkalt av gravitasjonsbølger i sin artikkel,? Konsekvenser av gravitasjonsstråling rekyl ,? nylig sendt inn til Astrophysical Journal og lagt ut på nettet på http://arXiv.org/abs/astro-ph/0402057.
Så godt som alle galakser antas å inneholde supermassive sorte hull i sentrene. I henhold til gjeldende teori vokser galakser gjennom fusjoner med andre galakser. Når to galakser smelter sammen, danner de sentrale sorte hullene et binært system og kretser rundt hverandre, og til slutt samles sammen til et enkelt svart hull. Koalescensen er drevet av utslipp av gravitasjonsstråling, som forutsagt av Einsteins relativitetsteori.
Merritt og kollegene bestemte hvor raskt et svart hull må bevege seg for helt å unnslippe en galakas gravitasjonsfelt. De fant ut at større og lysere galakser har sterkere gravitasjonsfelt og ville kreve et større spark for å kaste ut et svart hull enn de mindre systemene. På samme måte kan mindre kraftige påvirkninger kaste det sorte hullet ut av sitt hjem i sentrum av en galakse, bare for senere å slå tilbake på plass.
Sparkene stiller også spørsmålstegn ved teorier som ville vokse supermassive sorte hull fra hierarkiske sammenslåinger av mindre sorte hull, med start i det tidlige universet. ? Årsaken er at galakser var mindre for lenge siden, og sparkene ville lett ha fjernet de sorte hullene fra dem ,? Merritt sier.
I følge Merritt og hans medforfattere er det mer sannsynlig at supermassive sorte hull oppnådde mesteparten av massen deres gjennom tilveksten av gass, og at sammenslåing med andre sorte hull bare fant sted etter at galaksen hadde nådd omtrent de nåværende størrelsene.
? Vi vet at supermassive sorte hull eksisterer i sentrum av gigantiske galakser som vår egen Melkevei ,? sier Merritt. ? Men så vidt vi vet har ikke de mindre stjernesystemene noen sorte hull. Kanskje de pleide det, men de ble sparket ut.?
Sparket - en konsekvens av Einsteins relativitetsforhold - oppstår fordi gravitasjonsbølger som sendes ut under det endelige stupet, er anisotrope og produserer rekyl. Effekten maksimeres når det ene sorte hullet er betydelig større enn det andre.
Mens astrofysikere har vært klar over dette fenomenet siden 1960-tallet, har det til nå ingen hatt de analytiske verktøyene som er nødvendige for å beregne størrelsen på effekten nøyaktig. Den første nøyaktige beregningen av størrelsen på sparkene ble rapportert i en ledsagerpapir av Favata, Hughes og Holz, som også vises online på http://arXiv.org.
Merritt bemerker at det ikke er noen klare observasjonsbevis for at sparkene har funnet sted. Han hevder at den beste sjansen for å finne direkte bevis vil være å lokalisere et svart hull kort tid etter at sparket skjedde, kanskje i en galakse som nylig har gjennomgått en fusjon med en annen galakse.
? Du vil se et sorte hull i sentrum som ikke har kommet helt tilbake til sentrum ennå ,? han sier. ? Selv om sannsynligheten for å observere dette er lav, nå som astronomer vet hva de skal se etter, ville jeg ikke bli overrasket om noen finner en til slutt.?
Originalkilde: RIT News Release
