Descubre, con la participación de investigadores húngaros, el gran misterio de la ciencia

Según una investigación publicada en Nature, los agujeros negros más pequeños en nubes de gas planas con forma de disco que se mueven en una órbita elíptica alrededor de agujeros negros gigantes en el centro de las galaxias chocan como bolas de billar, según un comunicado enviado a ELTI MTI.

Se reporta que hasta hace unos años, nuestra principal fuente de información sobre el universo era la luz, hasta que en 2015 LIGO detectó por primera vez ondas gravitacionales provenientes de la colisión de un agujero negro.

Tres físicos húngaros participaron en la investigación: Imre Bartos (Universidad de Florida, ex alumno de Eötvös Loránd), Zoltan Heymann (Universidad de Columbia, Nueva York, ex becario Gyorgy Beksi de la Universidad Eötvös Loránd) y Bens Kochis (ex alumno) y profesor asistente en la Universidad de Oxford, Universidad Eötvös Loránd, actualmente supervisor externo).

Pero, ¿por qué sorprende que dos agujeros negros no se orbiten entre sí? Ellos hacen la pregunta. Según Zoltán Haiman, esto se debe a la naturaleza fundamental de las ondas gravitacionales. Las órbitas de los agujeros negros radiantes se vuelven circulares con relativa rapidez debido a las ondas gravitacionales mucho antes de que colisionen. Investigaciones anteriores han demostrado que los orbitales no circulares son muy raros. Esto plantea la pregunta: ¿Por qué ocurriría realmente una colisión excepcional de agujeros negros en una órbita tan elíptica?

La posible respuesta se encuentra en el centro de las galaxias con un enorme agujero negro millones de veces más pesado que el sol en el centro y una nube de gas plana en forma de disco orbitando a su alrededor.

«También hay muchos agujeros negros más pequeños en este disco, y se mueven a una velocidad muy alta, debido a su interacción gravitacional, los agujeros negros rebotan como bolas de billar. Bajo estas condiciones, no puede haber pares circulares». « señaló Coxes Bence.

Agregó: «La presencia de un agujero negro supermasivo central por sí sola no es suficiente para crear tal entorno. Con estudiantes de doctorado de ÁTE Szölgyén y Gergő Máthé, descubrimos previamente que los agujeros negros están dispuestos en un disco grueso debido a su peso. Pero «Las colisiones frecuentes requieren una estructura más delgada. Tagawa ha demostrado, él es un ex investigador postdoctoral en la Universidad Eötvös Loránd, que las condiciones necesarias se pueden crear en los núcleos galácticos donde existe una nube de gas». Estos objetos a menudo se encuentran con un tercer agujero negro en una danza caótica».

Hasta ahora, los cálculos han asumido que la interacción de los agujeros negros se produce en tres dimensiones, lo cual es cierto en la mayoría de los casos, pero en este caso, en su mayoría se forman pares circulares.

«Comenzamos a pensar en qué pasaría si los agujeros negros pudieran moverse solo dentro de una nube de gas plana, lo que corresponde a un entorno 2D. Para nuestra sorpresa, encontramos que la formación de órbitas no circulares aumenta dramáticamente, hasta 100 veces. Esto La teoría es totalmente consistente con la observación de 2019. Todas las características especiales de la colisión GW190521 pueden explicarse simultáneamente por el hecho de que el proceso ocurrió en una nube de gas plana en el corazón de una galaxia distante cerca de un agujero negro supermasivo”, explica Johan. Samsing. Este descubrimiento también se suma a un problema de mecánica de cientos de años, el problema de los tres cuerpos. Este proceso también juega un papel importante en cómo los agujeros negros chocan en los rincones ocultos del universo.

Además de las excentricidades, la teoría espontánea de la atracción plana de gas explica otras dos propiedades sorprendentes de la colisión GW190521. Una gran masa de agujero negro es el resultado de muchos agujeros negros pequeños amontonados en una nube de gas que sufren múltiples colisiones, aumentando la masa del agujero negro resultante con cada colisión. Estas colisiones sucesivas también aceleran la rotación de los agujeros negros, escriben.

Según los investigadores, esto es solo el comienzo. «Los investigadores han tratado durante mucho tiempo de comprender las propiedades de las nubes de gas planas y densas, pero es un problema complejo. El resultado depende en gran medida de las propiedades de las nubes de gas y de cómo se mueven exactamente los agujeros negros en ellas. La colisión de agujeros negros como GW190521 abrió un nueva vía que la investigación debe continuar, lo que podría conducir a más descubrimientos inesperados – Resumido en la declaración de Zoltan Heymann.