NASA se infrarooi sterrewag Spitzer het onlangs die opvlam van reusagtige binêre waargeneem swart gat stelsel OJ 287, binne die geskatte tydsinterval wat voorspel is deur die model wat deur astrofisici ontwikkel is. Hierdie waarneming het verskillende aspekte van Algemene Relatiwiteit, die "Geen-haarstelling", getoets en bewys dat OJ 287 inderdaad 'n bron van infrarooi is Gravitasiegolwe.
Die PB 287 sterrestelsel, geleë in Kanker-konstellasie 3.5 miljard ligjare van die aarde af, het twee swart gate – die groter een met meer as 18 miljard keer die massa van die Son en om dit is 'n kleiner swart gat met ongeveer 150 miljoen keer die sonkrag massa, en hulle vorm 'n binêre swart gat stelsel. Terwyl die groter een wentel, hoe kleiner swart gat val deur die enorme aanwasskyf van gas en stof wat sy groter metgesel omring, en skep 'n ligflits helderder as 'n triljoen sterre.
Hoe kleiner swart gat bots twee keer in elke twaalf jaar met die aanwasskyf van die groter een. Maar as gevolg van sy onreëlmatige langwerpige baan (wat in die wiskundige terminologie kwasi-Keplarian genoem word, soos in die figuur hieronder getoon), kan die fakkels op verskillende tye verskyn – soms so min as een jaar uitmekaar; ander kere, soveel as 10 jaar uitmekaar (1). Verskeie pogings om die model baan en om te voorspel wanneer fakkels sou plaasvind, was onsuksesvol tot in 2010, toe astrofisici 'n model geskep het wat hul voorkoms met 'n fout van ongeveer een tot drie weke kan voorspel. Die akkuraatheid van die model is gedemonstreer deur die voorkoms van 'n opvlam in Desember 2015 tot binne drie weke te voorspel.
Nog 'n belangrike stukkie inligting wat gegaan het in die maak van 'n suksesvolle teorie van binêre swart gat stelsel PB 287 is die feit dat supermassief swart gate bronne kan wees gravitasiegolwe – wat vasgestel is na die eksperimentele waarneming van die gravitasiegolwe in 2016, vervaardig tydens die samesmelting van twee supermassiewe swart gate. OJ 287 is voorspel om die bron van infrarooi te wees gravitasiegolwe (2).
In 2018 het 'n groep astrofisici 'n selfs meer gedetailleerde model verskaf en beweer dat hulle die tydsberekening van toekomstige fakkels binne enkele ure kan voorspel (3). Volgens hierdie model sou die volgende opvlam op 31 Julie 2019 plaasvind en die tyd is voorspel met 'n fout van 4.4 uur. Dit het ook voorspel dat die helderheid van die impak-geïnduseerde opvlam tydens daardie gebeurtenis sou plaasvind. Die gebeurtenis is vasgevang en bevestig deur NASA se Spitzer ruimte Teleskoop (4), wat in Januarie 2020 afgetree het. Om die voorspelde gebeurtenis waar te neem, was Spitzer ons enigste hoop aangesien hierdie fakkel nie deur enige ander teleskoop op die grond of in die Aarde gesien kon word nie. baan, aangesien die Son in die Kanker-konstellasie was met OJ 287 en die Aarde aan weerskante daarvan. Hierdie waarneming het ook bewys dat OJ 287 uitstoot gravitasiegolwe in die infrarooi golflengte, soos voorspel. Volgens hierdie voorgestelde teorie sal die impak-geïnduseerde opvlam van OJ 287 na verwagting in 2022 plaasvind.
Die waarnemings van hierdie fakkels plaas 'n beperking op die "Geen haarstelling nie” (5,6) wat stel dat terwyl swart gate nie ware oppervlaktes het nie, is daar 'n grens rondom hulle waarbuite niks – nie eers lig nie – kan ontsnap. Hierdie grens word die gebeurtenishorison genoem. Hierdie stelling postuleer ook dat die materie wat 'n swart gat vorm of daarin val "verdwyn" agter die swart gat gebeurtenishorison en is dus permanent ontoeganklik vir eksterne waarnemers, wat daarop dui dat swart gate “geen hare” hê nie. Een onmiddellike gevolg van die stelling is dat die swart gate volledig gekenmerk kan word met hul massa, elektriese lading en intrinsieke spin. Volgens sommige wetenskaplikes kan hierdie buitenste rand van die swartgat, dit wil sê die gebeurtenishorison, stamperig of onreëlmatig wees, wat dus die “Geen haarstelling” weerspreek. As 'n mens egter die korrektheid van die "Geen hare-stelling" moet bewys, is die enigste geloofwaardige verduideliking dat die ongelyke massaverspreiding van die groot swart gat die ruimte rondom dit op so 'n wyse dat dit tot 'n verandering van pad van die kleiner sou lei swart gat, en op sy beurt verander die tydsberekening van die swart gat s'n botsing met die aanwasskyf op daardie spesifieke baan, wat dus 'n verandering in die tyd van verskyning van die waargeneemde fakkels veroorsaak.
Soos verwag kan word, swart gate is moeilik om te ondersoek. Vandaar, soos ons vorentoe beweeg, nog baie meer eksperimentele waarnemings t.o.v swart gat interaksies, met die omgewing sowel as met ander swart gate, moet bestudeer word voordat 'n mens die geldigheid van die "No hair-stelling" kan bevestig.
***
Verwysings:
- Valtonen V., Zola S., et al. 2016, "Primêre swartgat-spin in OJ287 soos bepaal deur die Algemene Relatiwiteit-eeufeesvlam", Astrophys. J. Lett. 819 (2016) no.2, L37. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8205/819/2/L37
- Abbott BP., et al. 2016. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), "Waarneming van gravitasiegolwe van 'n binêre swartgatsamesmelting", Fis. Ds Lett. 116, 061102 (2016). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102
- Dey L., Valtonen MJ., Gopakumar A. et al 2018. "Authenticating the Presence of a Relativistic Massive Black Hole Binary in OJ 287 Using its General Relativity Centenary Flare: Improved Orbital Parameters", Astrofies. J. 866, 11 (2018). DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aadd95
- Laine S., Dey L., et al 2020. "Spitzer Observations of the Predicted Eddington Flare from Blazar OJ 287". Astrophysical Journal Letters, vol. 894, No. 1 (2020). DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab79a4
- Gürlebeck, N., 2015. "Geen-haarstelling vir swart gate in astrofisiese omgewings", Physical Review Letters 114, 151102 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.151102
- Hawking Stephen W., et al 2016. Sagte hare op swart gate. https://arxiv.org/pdf/1601.00921.pdf
***
