Sciencemag.cz
Doporučujeme
Mezinárodní tým astrofyziků za účasti vědců z Curyšské univerzity navrhuje novou metodu detekce párů největších („galaktických“) černých děr, a to pomocí analýzy gravitačních vln generovaných blízkými malými („hvězdnými“) černými děrami – opět binárními.
Při splývání galaxií dochází i k fúzi jejich černých děr, což se projeví vyzařováním gravitačních vln. Paradoxně ale dokážeme detekovat gravitační vlny pouze z malých černých děr (tedy z „menší události“). Detekce signálů jednotlivých párů velkých černých děr je stále nemožná, protože současné detektory nejsou citlivé na velmi nízké frekvence gravitačních vln, které by provázejí jejich přibližování. Plánované budoucí detektory, jako je například vesmírná mise LISA, to částečně změní, ale detekce nejhmotnějších párů černých děr bude stále vyloučena. Splývání galaktických obřích černých děr jsme zatím dokázali zachytit jen velmi nepřímo, pomocí časových polí pulsarů. („Různá časová pole pulsaru používají milisekundové pulzy pro detekci gravitačních vln v kmitočtovém rozsahu 10 na −9 až 10 na −6 hertzů, který pochází z binárních superobřích černých děr,“ praví na toto téma Wikipedia.cz). To, co zachytíme, je vlastně jen kolektivní signál, jakýsi šum pozadí. O poloze jednotlivých objektů z toho nezjistíme skoro nic.
Mezinárodní tým astrofyziků proto navrhuje novou metodu, jak detekovat páry největších černých děr – pomocí analýzy gravitačních vln generovaných dvojicemi blízkých malých hvězdných černých děr. Tento přístup bude vyžadovat detektor gravitačních vln s frekvencí desetin Hz; což autoři studie také navrhují vzít v potaz při rozhodování o parametrech budoucích zařízení.
„Náš nápad funguje v podstatě jako poslech rozhlasového kanálu. Navrhujeme využít signál z dvojic malých černých děr podobně, jako signál přenášejí rádiové vlny. Supermasivní černé díry jsou hudbou, která je zakódována ve frekvenční modulaci detekovaného signálu,“ uvedl Jakob Stegmann, hlavní autor studie, který tuto práci zahájil na univerzitě v Curychu a nyní působí v Institutu Maxe Plancka pro astrofyziku Dobře detekovatelné vysoké frekvence by svými změnami vypovídaly i o těch nízkých. Detekcí drobných modulací v signálech malých dvojic černých děr by vědci mohli generovat binární černé o hmotnostech 10 až 100 milionů hmotností našeho Slunce, a to i na obrovské vzdálenosti. (Poznámka: Skutečně největší známé černé díry odhadujeme na desítky nebo dokonce stovky miliard Sluncí; ty bychom stále tedy takto nezachytili; i když mezi těmito objekty už asi bude dost málo dvojic?)
Jakob Stegmann et al, Imprints of massive black-hole binaries on neighbouring decihertz gravitational-wave sources, Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02338-0
Zdroj: University of Zurich / Phys.org
