Afbeelding tegoed: Hubble
Pas op wanneer zwarte gaten botsen! Er ontstaat een enorme uitbarsting van zwaartekrachtstraling wanneer ze gewelddadig opgaan in één enorm zwart gat. De? Kick? dat zich voordoet tijdens de botsing kan het zwarte gat uit zijn melkweg kloppen.
Een nieuwe studie beschrijft de gevolgen van een dergelijke intergalactische botsing.
Astrofysicus David Merritt, professor aan het Rochester Institute of Technology, en co-auteurs Milos Milosavljevic (Caltech), Marc Favata (Cornell University), Scott Hughes (Massachusetts Institute of Technology) en Daniel Holz (University of Chicago) onderzoeken de gevolgen van veroorzaakte schoppen door zwaartekrachtsgolven in hun artikel? Gevolgen van Gravitational Radiation Recoil? onlangs ingediend bij het Astrophysical Journal en online geplaatst op http://arXiv.org/abs/astro-ph/0402057.
Vrijwel alle sterrenstelsels bevatten superzware zwarte gaten in hun centra. Volgens de huidige theorie groeien sterrenstelsels door fusies met andere sterrenstelsels. Wanneer twee sterrenstelsels samensmelten, vormen hun centrale zwarte gaten een binair systeem en draaien ze om elkaar heen, om uiteindelijk samen te smelten tot een enkel zwart gat. De coalescentie wordt aangedreven door de emissie van zwaartekrachtstraling, zoals voorspeld door Einsteins relativiteitstheorie.
Merritt en zijn collega's bepaalden hoe snel een zwart gat moet bewegen om volledig te ontsnappen aan het zwaartekrachtveld van een sterrenstelsel. Ze ontdekten dat grotere en helderdere sterrenstelsels sterkere zwaartekrachtvelden hebben en een grotere schop nodig zouden hebben om een zwart gat uit te stoten dan de kleinere systemen. Evenzo zouden minder krachtige inslagen het zwarte gat in het midden van een sterrenstelsel uit zijn huis kunnen stoten, om later weer op zijn plaats te komen.
De kicks zetten ook vraagtekens bij theorieën die superzware zwarte gaten zouden laten groeien door hiërarchische fusies van kleinere zwarte gaten, te beginnen in het vroege universum. ? De reden is dat sterrenstelsels lang geleden kleiner waren en dat de schoppen er gemakkelijk de zwarte gaten van hadden verwijderd? Merritt zegt.
Volgens Merritt en zijn co-auteurs is het waarschijnlijker dat superzware zwarte gaten het grootste deel van hun massa bereikten door de aanwas van gas en dat fusies met andere zwarte gaten pas plaatsvonden nadat de sterrenstelsels ongeveer hun huidige afmetingen hadden bereikt.
? We weten dat er superzware zwarte gaten bestaan in de centra van gigantische sterrenstelsels zoals onze eigen Melkweg? zegt Merritt. Maar voor zover we weten, hebben de kleinere stelsystemen geen zwarte gaten. Misschien wel, maar ze werden eruit gezet.?
De kick - een gevolg van Einsteins relativiteitsvergelijkingen - vindt plaats omdat gravitatiegolven die tijdens de laatste duik worden uitgezonden, anisotroop zijn en terugslag produceren. Het effect wordt gemaximaliseerd als het ene zwarte gat aanzienlijk groter is dan het andere.
Hoewel astrofysici zich al sinds de jaren zestig van dit fenomeen bewust waren, had niemand tot nu toe de analytische instrumenten die nodig zijn om de omvang van het effect nauwkeurig te berekenen. De eerste nauwkeurige berekening van de grootte van de trappen werd gerapporteerd in een begeleidend artikel van Favata, Hughes en Holz, dat ook online verschijnt op http://arXiv.org.
Merritt merkt op dat er geen duidelijk waarnemingsbewijs is dat de schoppen hebben plaatsgevonden. Hij stelt dat de beste kans om direct bewijs te vinden het lokaliseren van een zwart gat is kort nadat de schop heeft plaatsgevonden, misschien in een melkwegstelsel dat onlangs een fusie met een ander melkwegstelsel heeft ondergaan.
? Je zou een zwart gat buiten het midden zien dat nog niet helemaal terug is naar het midden? hij zegt. 'Ook al is de kans om dit waar te nemen klein, nu astronomen weten waar ze op moeten letten, zou het me niet verbazen als iemand er uiteindelijk een vindt.'
Oorspronkelijke bron: RIT News Release
