Artist impressie van botsende zwarte gaten. Credit: LIGO/Frank Elavsky/Northwestern
Er is een flinke discussie gaande bij deze Astroblog en die gaat over botsende zwarte gaten. Dát zwarte gaten met elkaar kunnen botsen en vervolgens fuseren is een feit, want sinds 2015 zijn al tientallen botsende zwarte gaten waargenomen, die zich ‘verraden’ door zwaartekrachtgolven, gedetecteerd met LIGO en Virgo in de VS resp. Italië. Er is echter een probleem met botsende zwarte gaten, in het bijzonder met superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels: in theorie zouden ze niet met elkaar kúnnen botsen en wel vanwege het ‘final parsec problem’, zoals het wordt genoemd. Dat komt in het kort hier op neer: als superzware zwarte gaten in twee sterrenstelsels die aan het botsen zijn naar elkaar toe komen dan naderen ze elkaar tót een afstand van ongeveer 1 parsec (da’s 3,2 lichtjaar) en dan vertragen ze en blijven ze vreemd genoeg van elkaar vandaan, zo volgt uit berekeningen. Dynamische wrijving schijnt dat te veroorzaken,waarbij ze impuls verliezen. Dat komt omdat ze deel uitmaken van een dichtbevolkt systeem van sterren rondom hen, waar ze dat impuls aan verliezen. Veel sterren worden door de interactie met de zwarte gaten uit het sterrenstelsel gekatapulteerd, net zoals de Voyager 1 en 2 in de jaren zeventig van de vorige eeuw na een ‘gravity assist’ met Jupiter uit het zonnestelsel werden gekatapulteerd (zie de animatie hieronder).
Credit: Phoenix7777 on Wikimedia Commons
De dynamische wrijving vertraagt de zwarte gaten voldoende zodat ze een gebonden binair systeem vormen. Verdere dynamische wrijving steelt baanenergie van het paar totdat ze binnen een paar parsecs van elkaar in een stabiele baan ronddraaien en ze binnen de leeftijd van het universum geen fusie ondergaan – zie daar het final parsec problem.
Enter: een derde zwart gat! Dát zou volgens de sterrenkundigen Mohammad Sayeb, Laura Blecha en Luke Zoltan Kelley (Universiteit van Florida) de oplossing kunnen bieden van het probeem. Zo’n derde zwart gat zou de stabiliteit van de banen van de andere zwarte gaten behoorlijk verhinderen en dat zou een oplossing kúnnen bieden voor het final parsec problem. Alleen is de vraag hoe waarschijnlijk het is dat er triplets van superzware zwarte gaten zijn. Om daar achter te komen hebben Sayeb en zijn collega’s de bekende Illustris simulatie van het heelal gebruikt, welke laat zien hoe het heelal de afgelopen 13,5 miljard jaar is geëvolueerd. Er blijken drie mogelijke vormen van triplets van zwarte gaten te zijn:
- ‘Mislukte triplets’, waarbij een fusie van het oorspronkelijke paar met het derde zwart gat plaatsvindt, maar de orbitale straal van het nieuwe zwarte gat nooit gelijk is aan die van het bestaande paar;
- ‘Sterke triplets’, waarbij de derde zwart gat het oorspronkelijke paar ‘binnengaat’ op een afstand van minder dan 100 parsecs (∼326 lichtjaar);
- ‘Zwakke triplets’ waarbij het tripelsysteem zich vormt met een afstand van meer dan 100 parsec.
Credit: Sayeb et al.
Voor alle varianten werden simulaties uitgevoerd (zie de afbeelding hierboven met verschillende scenario’s) en de uitkomst was dat 22% van de botsingen van zwarte gaten zou leiden tot een triplet systeem en dat die bínnen de leeftijd van het heelal daadwerkelijk zouden fuseren, terwijl 71% van die botsingen zonder het derde zwart gat niet binnen de leeftijd van het heelal tot een fusie zou leiden. En daarmee zouden triplets van superzware zwarte gaten een oplossing kunnen bieden voor het final parsec problem.
Meer informatie hierover zou je kunnen vinden in het vakartikel ‘MBH binary intruders: triple systems from cosmological simulations‘ van Mohammad Sayeb, Laura Blecha, Luke Zoltan Kelley.
Bron: Astrobites.
Heel attent van je Arie. Ik begrijp wel dat dit probleem zich uitsluitend voordoet (voor zover het inderdaad een probleem is volgens Dr Becky) bij de Super Massieve BH die hun kinetische bewegingsenergie “vlak voor de klap” zouden kwijtraken aan het omringende sterrenstelsel en hierdoor volgens de theorie piepend tot stilstand komt. De overige typen BH (de stellaire, intermediate en primordiale) kennen dit probleem dus niet en tuffen dus gewoon door. Daar zijn we dus nog niet over uitgediscussieerd ben ik bang 🙂 zie https://science.nasa.gov/universe/black-holes/types/ Ik kwam dus die Dr. Becky (vriendin van Jan) weer tegen die dit SMBH probleem nog eens m.b.v. de bestaande literatuur en animaties uitlegt, zie https://www.youtube.com/watch?v=6tXIoViA_0g
De Nederlandse vertaling houdt het nauwelijks bij….werk aan de winkel Roy!
Waarom raken super zware zwarte gaten elkaar niet bij een botsing? Omdat ze de zelfde positieve lading hebben. Een zwart gat opgebouwd uit de zwaarste elementen zal bij radioactief verval,alfa straling uitzenden, protonen en neutronen die samen helium 2+ vormen. oftewel positieve helium ionen. De helium ionen zijn vloeibaar of zelfs vast door de lage temperatuur van de super zware zwarte gaten nauwelijks 1 kelvin . De helium ionen condenseren aan het oppervlak van het zwarte gat. Hoe ouder het zwarte gat des te meer helium ionen aan de buitenkant vastgevroren.
Die positieve lading heeft aantrekkingskracht op negatieve deeltjes in de omgeving van b.v. een stofwolk die worden in het zwarte gat getrokken terwijl gelijke positieve geladen deeltjes juist weggestuwt worden rond de waarnemings horizon. om de evenaar.
Het is nog maar de vraag waaruit zwarte gaten zijn opgebouwd. Maar als je naar het periodiek systeem van de elementen kijkt blijkt wel dat de zwaarste elementen ook het hoogste radioactief verval hebben. Uranium b.v. een halfwaardetijd van 4.5 miljard jaar maar plutonium slechts 80 jaar.
De helium ionen zijn gevormd in een proces van radioactief verval. Dit is schijnbaar geen fusie want het blijft koud.Ik stel me voor dat temperatuur verhoging wel kan leiden tot snellere halfwaardetijd.
Als je weet wat weiszgebiedjes zijn zoals in gemagnetiseerd ijzer dan weet je dat ik denk dat bevroren helium ook gepolariseerd is.Wat weer leidt tot een sterk magnetisch veld. Dit veld trekt negatieve deeltjes aan maar stoot positieve ladingen af.
Dus met minder woorden twee zwarte gaten kunnen elkaar afstoten Omdat ze allebei positief geladen zijn en daarom niet met elkaar willen reageren, althans ze duwen elkaar weg.
Graag heb ik uitleg als het anders is of als ik dingen over het hoofd zie.
Dankjewel allemaal voor de links en informatie van de vorige stelling.
Wat? Heb iknou lopen beweren dat zwarte gaten niet samen smelten terwijl ik gisteren nog het tegendeel beweerde? Het kan raar lopen. Sorry als ik mensen irriteer met mijn onwetendheid maar ik doe mijn best.
Tja Jelle, als je nu plotseling op de stoel van Einstein gaat zitten met onzinnige stellingen en volledig onjuiste aannames dan irriteert dat natuurlijk wel een beetje 🙂 , Doe zoals ik en zoek er bestaande literatuur bij die je boute stellingen ondersteunen en zuig ze niet uit je eigen duim; daar hebben we mensen voor die hier jarenlang wetenschappelijk onderzoek aan doen. Als voorbeeld, zoek eens op “thierrypicking”.
Dank voor die term. Kende ik nog niet.
“Graag heb ik uitleg als het anders is of als ik dingen over het hoofd zie.”
Die uitleg heb je al gehad op meerdere plekken, ook hier op Astroblogs. Je negeert het en gaat in een ander topic of andere site gewoon weer met hetzelfde door. Niets van die tekortkomingen heb je verwerkt of bestudeerd of er zelfs maar een inhoudelijke reactie op gegeven.
“Sorry als ik mensen irriteer met mijn onwetendheid maar ik doe mijn best.”
Die onwetendheid irriteert niet. Wel dat je ervoor kiest onwetend te blijven. Dan is vragen stellen zinloos.
Dan kun je duizend keer beweren “je best te doen” maar dat is dan ook maar een lege claim.
Het lijkt dus om het wegschieten of oppeuzelen van zwarte gaten te gaan bij meerdan twee zwarte gaten.
Als elke spiraal nevel twee Zwarte gaten heeft , dan onstaan er 4x zwarte gaten na merging. Als b.v. de kleinste wordt weggeschoten hou je er 3 over.: een tijdelijke triple BH. Als er nog een vertrekt hou je er dus twee over.