首页 » 健康城市 >

独特的实验将研究宇宙冲突及其神秘的后果

2021-08-24 10:50:31来源:

艺术家在银河碰撞期间两个超大分离的黑洞之间的合并后的后果的印象。结合两个未来ESA任务,雅典娜和丽莎的观察力将使我们第一次研究这些宇宙冲突和他们神秘的后果。我们可以看到新的X射线源的出现,也许见证了活性银核的诞生,高能量颗粒的喷射在接近新形成的黑洞之外的光速接近。欧空局

两个超级分类黑洞碰撞时会发生什么?结合两个未来ESA任务,雅典娜和丽莎的观察力将使我们第一次研究这些宇宙冲突和他们神秘的后果。

超级分类的黑洞,群众从数百万到数十亿的太阳,坐在宇宙中最巨大的星系的核心。我们不知道这些巨大,浓密的物体究竟是如何形成的,也不触发它们的一小部分,以便在极其强烈的速率下吞噬周围物质,在电磁谱中大量辐射,并将其宿主星系变成“活跃的银基” '。

解决现代天体物理学中的这些开放问题是欧安省空间科学计划中两个未来任务的主要目标之一:雅典娜,高能量天体物理学的先进望远镜,激光干涉仪空间天线和丽莎。目前在研究阶段,两个特派团都安排在20世纪30年代初推出。

ESA空间科学计划中的两个未来任务将调查宇宙中最极端的一些现象:雅典娜,高能量天体物理学的先进望远镜,激光干涉仪空间天线和丽莎。目前在研究阶段,两个特派团都安排在20世纪30年代初推出。雅典娜将成为有史以来最大的X射线天文台,调查宇宙中的一些最热度和最精力充沛的现象,具有前所未有的准确性和深度。与此同时,丽莎将是第一个空间传播的引力波动天文台 - 通过宇宙物体的加速度具有非常强大的重力场的加速,就像合并黑洞的成对一样,产生的空间波动的波动。

“雅典娜和丽莎都是杰出的任务,以便在天体物理学的许多领域进行突破,”埃斯特科学总监GüntherLasinger说。

“但是,如果两个任务在至少几年的同时运行,我们只能执行一个非常激动人心的实验:通过观察X射线的超大分离黑洞的合并,将声音带到”宇宙电影“和引力波。

“随着这种独特的机会,在宇宙中表现前所未有的观察宇宙中最迷人的现象之一,雅典娜和丽莎之间的协同作用将大大增加两个特派团的科学回归,确保欧洲领导在一个关键的新的研究领域。”

雅典娜将成为有史以来最大的X射线天文台,调查宇宙中的一些最热度和最精力充沛的现象,具有前所未有的准确性和深度。

它旨在回答两个基本问题:星系中心的叠加黑洞是如何形成的,以及普通'物质如何组装,以及隐形暗物质,形成普遍宇宙的纬度“宇宙网络”。

“雅典娜将衡量数十万个黑洞,从附近到遥远,观察周围环境中百万度热的物质的X射线排放,”雅典娜·科学家在欧洲景观时光研究科学家。

“我们特别对最遥远的黑洞感兴趣,那些形成在宇宙的前几亿年的历史上,我们希望我们能够终于明白他们的形成。”

与此同时,丽莎将是第一个空间传播的引力波动天文台 - 通过宇宙物体的加速度具有非常强大的重力场的加速,就像合并黑洞的成对一样,产生的空间波动的波动。

引力波天文学仅在几年前开创,目前仅限于Ligo和处女座等地基实验探测的高频波。这些实验对相对小的黑洞的合并敏感 - 几次到几十多的时间比太阳更大。

LISA将通过检测低频重力波来扩展这些研究,例如当两个超大的黑洞在星系的合并期间碰撞时释放的那些研究。

“丽莎将是它的第一个使命,主要寻求来自互相粉碎的超大黑洞的引力波,”丽莎埃萨省欧安山读书科学家Paul Mc Namara解释道。

“这是我们所知道的最精力充沛的现象之一,释放更多的能量,而不是所有的静态宇宙都随时都能。如果两个超级分类的黑洞在宇宙中的任何地方合并,那么Lisa就会看到它。“

由Ligo和Virgo检测到2015和2017之间的前几种引力波事件源于恒星 - 质量黑孔对,这已知不会在聚结时辐射任何光。然后,在2017年8月,来自不同来源的引力波 - 两个中子恒星的合并 - 被发现了。

这一次,引力波伴随着电磁谱的辐射,容易观察到地球上的众多望远镜和空间。通过以称为多信使天文学的方法组合来自各种类型的观察结果,科学家可以深入研究这种从未观察到的现象的细节。

与雅典娜和丽莎在一起,我们首次可以将多信使天文施加到超级分类黑洞。模拟预测,与他们的恒星质量对应物不同,它们的合并发出引力波和辐射 - 当它们朝彼此朝向彼此搅拌的两个碰撞星系的热型星系中的炎热的星系中的后一种。

两个超级分类黑洞碰撞时会发生什么?结合两个未来ESA任务,雅典娜和丽莎的观察力将使我们第一次研究这些宇宙冲突和他们神秘的后果。欧空局

丽莎将检测螺旋黑洞发出的引力波在最终聚结前一个月,当它们仍然被相当于其半径的几次相同的距离时。科学家预计,丽莎发现的一部分合并,特别是那些在我们身上的距离内的距离内的一部分,将产生最终由雅典娜看到的X射线信号。

“当丽莎首先检测到一个信号时,我们尚未知道它究竟在哪里,因为丽莎是全天候传感器,所以它更像是麦克风而不是望远镜,”保罗解释道。

两个合并超大分离的黑洞

“然而,作为黑洞对彼此的升高,其引力波信号的幅度增加。这与沿着它们的轨道相结合,允许丽莎逐渐改善天空中源的定位,直到黑洞最终合并的时间。“

在合并的最终阶段前几天,引力波数据将把源的位置限制在天空上的贴片上,测量大约10平方度 - 满月区域的大约50倍。

这仍然很大,但允许雅典娜开始扫描天空以搜索来自该泰坦尼克型冲突的X射线信号。模拟表明,两个螺旋黑洞调制周围气体的运动,因此X射线签名可能具有与重力波信号的频率相称的频率。

然后,在黑洞的最终聚结前几个小时,丽莎可以在天空中提供更精确的指示,大致大小的雅典娜广泛的田间成像仪(WFI)的大小,因此X射线观测站可以直接指向源头。

“在黑洞之前捕捉X射线信号将成为一个非常具有挑战性,但我们非常有信心我们可以在合并期间和之后进行检测,”Matteo解释说。

“我们可以看到新的X射线源的出现,也许见证了活跃的半乳清的诞生,高能量颗粒的喷气机接近新形成的黑洞之外的光速。 “

超级分类的黑洞,群众从数百万到数十亿的太阳,坐在宇宙中最巨大的星系的核心。我们不知道这些巨大,浓密的物体究竟是如何形成的,也不触发它们的一小部分,以便在极其强烈的速率下吞噬周围物质,在电磁谱中大量辐射,并将其宿主星系变成“活跃的银基”
“当两个超大的黑洞在星系的合并期间碰撞时,我们希望他们释放引力波 - 空间面料中的波动。模拟预测这些合并与它们的恒星质量对应物不同,发出引力波和辐射 - 当它们彼此朝向黑洞彼此搅拌的两个碰撞星系中的两个碰撞星系中的热颌骨气体中的后者
。我们从未观察过合并过劣质黑洞 - 我们还没有这样的观察设施。结合两个未来ESA任务,雅典娜和丽莎的观察力将使我们第一次研究这些宇宙冲突和他们神秘的后果。首先,我们需要丽莎检测引力波,并告诉我们在哪里看天空;然后我们需要雅典娜在X射线中观察高精度,看看强大的碰撞如何影响黑洞周围的气体。

我们从未观察过合并超凡分类的黑洞 - 我们还没有这样的观察设施。首先,我们需要丽莎检测引力波,并告诉我们在哪里看天空;然后,我们需要雅典娜以高精度在X射线中观察它,看看强大的碰撞如何影响黑洞周围的气体。我们可以使用理论和模拟来预测可能发生的事情,但我们需要将这两个大型任务结合起来。

本月百年前,1919年5月29日,在太阳的总食中观察恒星的立场,提供了艾伯特爱因斯坦的一般相对论前几年的浅色引力弯曲的首次经验证据。

这座历史的日食揭开了地球和空间的一个世纪的重力实验,为雅典娜和丽莎等令人振奋的任务设定了舞台,更令人兴奋的发现。

雅典雅加斯在2014年的宇宙宇宙愿景计划中选择了第二大(L2)任务,2017年第三大(L3)任务。可以在Athena-Lisa协同工作组的2019WHITE Paperby 2019WHITE Paperby中介绍了与两个任务一起运营的额外科学。