סיקור מקיף

התגלה אירוע שלישי של גלי כבידה; מאשר את קיומו של סוג חדש של חורים שחורים

פרויקט LIGO גילה אירוע שלישי שבו נוצרו גלי כבידה – אדוות במרחב ובזמן, ומאשר את החלון החדש שנפתח עבור האסטרונומים. כמו במקרה של שתי התגלות הראשונות, גלי הכבידה נוצרו כאשר שני חורים שחורים התנגשו ויצרו חור שחור גדול יותר

 איור הממחיש כיצד נראים שני חורים שחורים מתמזגים הדומים לאלו שזוהו על ידי LIGO. החורים השחורים מסתובבים בצורה לא מיושרת כלומר יש להם אוריינטציות שונות ביחס לתנועה הכללית של מסלול הצמד. LIGO מצא רמזים לכך שמסלולו של לפחות חור שחור אחד במערכת GW170104 לא זוהה קודם לכן באמצעות התנועה המסלולית שלו לפני שהתמזג עם השותף שלו. איור: LIGO / Caltech / MIT / Aurore Simonnet
איור הממחיש כיצד נראים שני חורים שחורים מתמזגים הדומים לאלו שזוהו על ידי LIGO. החורים השחורים מסתובבים בצורה לא מיושרת כלומר יש להם אוריינטציות שונות ביחס לתנועה הכללית של מסלול הצמד. LIGO מצא רמזים לכך שמסלולו של לפחות חור שחור אחד במערכת GW170104 לא זוהה קודם לכן באמצעות התנועה המסלולית שלו לפני שהתמזג עם השותף שלו. איור: LIGO / Caltech / MIT / Aurore Simonnet

איור הממחיש כיצד נראים שני חורים שחורים מתמזגים הדומים לאלו שזוהו על ידי LIGO. החורים השחורים מסתובבים בצורה לא מיושרת כלומר יש להם אוריינטציות שונות ביחס לתנועה הכללית של מסלול הצמד. LIGO מצא רמזים לכך שמסלולו של לפחות חור שחור אחד במערכת GW170104 לא זוהה קודם לכן באמצעות התנועה המסלולית שלו לפני שהתמזג עם השותף שלו. איור: LIGO / Caltech / MIT / סונומה המדינה (Aurore Simonnet)

מתקן LIGO- Laser Gravitational-wave Observatory גילה אירוע שלישי של גלי כבידה, אדוות במרחב ובזמן, והוכיח כי אכן נפתח חלון חדש באסטרונומיה. כמו במקרה של שתי התגליות הראשונות, גלי הכבידה נוצרו כאשר שני חורים שחורים התנגשו ויצרו חור שחור גדול יותר.

החור השחור החדש, שנוצר על ידי המיזוג, הוא בעל מסה על פי 49 של השמש שלנו. נתון זה ממלא את הפער בין שני האירועים הקודמים – בראשון היה מדובר ב-62 מסות שמש ובמקרה השני ב-21.

"יש לנו אישור נוסף לקיומו של חורים שחורים בעלי מסה כוכבית, גדולים מ-20 מסות שמש. אלו עצמים שלא ידענו שהיו קיימים לפני ש- LIGO זיהה אותם", אומר דייויד שומייקר, אסטרונום מ- MIT, והדובר של מחלקת שיתוף הפעולה המדעי של LIGO – גוף של יותר מ -1,000 מדענים בינלאומיים שמבצעים מחקר באמצעות LIGO יחד עם השותפות האירופית וירגו. "זה מדהים כי בני האדם יכולים להעלות השערה ולבדוק אותה על אירועים מוזרים וקיצוניים שהתרחשו לפני מיליארדי שנים ומרוחקים מיליארדי שנות אור רחוק מאיתנו. זאת בזכות LIGO ו-וירגו."

האיתור החדש התרחש במהלך ריצת התצפית הנוכחית של LIGO, שהחלה ב -30 בנובמבר 2016, ותמשיך במהלך הקיץ. LIGO הוא שותפות בינלאומית המבצע תצפיות על ידי גלאים תאומים – אחד בהאנפורד, וושינגטון, והשני בליווינגסטון, לואיזיאנה – המופעלים על ידי Caltech ו- MIT במימון הקרן הלאומית למדע (NSF).

LIGO היה המכשיר הראשון שביצע תצפית ישירה של גלי הכבידה בספטמבר 2015 במהלך הפעלת התצפית הראשונה של מתקן זה. מאז עבר המתקן שידרוגים. האיתור השני נעשה בדצמבר 2015. האיתור השלישי, הנקרא GW170104 שהתגלה ב -4 בינואר 2017, מתואר במאמר חדש שהתקבל לפרסום בכתב העת Physical Review Letters.

בכל שלושת המקרים, כל אחד מהגלאים התאומים של LIGO זיהה גלי כבידה מהמיזוג האנרגטי העצום של זוגות חורים שחורים. אלה התנגשויות המייצרות יותר אנרגיה מאשר כל הכוכבים והגלקסיות ביקום בכל זמן נתון. נראה כי האיתור האחרון הוא הרחוק ביותר, כאשר החורים השחורים ממוקמים במרחק של כשלושה מיליארד שנות אור. (החורים השחורים בגילוי הראשון והשני נמצאים 1.3 ו -1.4 מיליארד שנות אור, בהתאמה).

התצפית החדשה ביותר מספקת גם רמזים לגבי הכיוונים שבהם החורים השחורים מסתובבים. כמו כל הזוגות של חורים שחורים מסתובבים זה סביב זה, הם גם מסתובבים על הצירים שלהם – כמו זוג מחליקי קרח המסתובבים בנפרד תוך כדי שהם מקיפים זה את זה. לפעמים חורים שחורים מסתובבים באותו כיוון מסלול כללי ולפעמים הם מסתובבים בכיוון ההפוך של תנועת המסלול. יתר על כן, חורים שחורים יכולים גם להיות מוטים ממישור המסלול. למעשה, חורים שחורים יכולים להסתובב בכל כיוון.

הנתונים החדשים של LIGO אינם יכולים לקבוע אם החורים השחורים שנצפו לאחרונה היו מוטים, אך הם מרמזים על כך שלפחות אחד מהחורים השחורים עשוי להיות לא מיושר בהשוואה לתנועה הכללית של מסלול המערכת. יידרשו תצפיות נוספות עם LIGO כדי לדעת יותר על הסחרור של חורים שחורים כפולים.

 

עוד בנושא באתר הידען

 

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

13 תגובות

  1. מצטרף לדעתם של מגיביי הידען שלמעשה רב הניסתר על מה שקרה במתקניי ה LIGO . מה שידוע שהייתה הפרעה זעירה שניתגלתה במתקנים אבל מה ההסבר להם לוטה בערפל. אני לא הייתי בונה תיליי תילים של הסברים על סמך ארוע שהתרחש בזמן קצר מאוד ולא ניתן לבדיקה חוזרת. לא מקובל עלי לקבוע עובדות על פי הפיזיקה הידועה לנו בתנאים נורמליים (בהם החוקים ניבדקו) כשבכלל לא ברור כיצד החוקים מתנהגים בתנאים הקיצוניים הנ"ל של מסה אדירה, צפיפות ענקית, מרחקי זמן ומרחקים פיזיים של מיליארדים. רוב הדברים כאן הם לא יותר מאשר ניחוש.
    נא להגיב בעדינות
    יהודה

  2. איור מאד יפה אבל לא ריאליסטי. אפקט העומק שנראה כמו השתקפות מדופן של קערה לא ייתכן במציאות, משום שאין אזורים חשוכים ובהירים יותר בצורה הנ"ל, אין משמעות לכיוון אור שמגיע כביכול אל הכוכבים ומוחזרים רק מחלקם ומחלקם לא. האור יוצא מכל הכוכבים ולא מוחזר מהם. ואם הכוונה היא שמדובר על מקבצים של כוכבים שבמקרה יוצרים את האשלייה האופטית הנ"ל – אז זה באמת מצחיק.

  3. יש לי הצעה לתשובה לשאלה ששאלתי בתאריך ה- 5-6-17 לאמור:
    באיזו צורה נפלטת האנרגיה האדירה הנובעת ממיזוג החורים השחורים?
    תשובה אחת נתן "שינויים באנרגית הכובד" (יתכן "צבי"?) לאמור:
    גלי הגרביטציה, הגורמים להפחתת מסת החורים השחורים, במנגנון לא ידוע.
    תשובה שניה שעולה בדעתי כעת היא:
    האנרגיה הא.מ. האדירה הנפלטת כתוצאה מהתנגשות שתי דיסקות הספיחה הסובבות את שני החורים השחורים.
    זה באמת יכול להיות פיצוץ שאין כדוגמתו בטבע.
    עוצמתי אפילו יותר מסופרנובה.

  4. גלי כבידה נעים במהירות האור. מהירות האור היא מהירות מאוד מיוחדת בטבע אבל היא לא יחודית לאור, ישנם עוד חלקיקים וכוחות שנעים בה.

    בנוגע לשאלה של אבי, אי אפשר באמת לענות עליה. אנחנו חוקרים חורים שחורים בשני מישורים – ע"י תצפיות בשמיים, ועל ידי מחקר תיאורטי מתמטי (בו אנו מנסים לבנות מודלים שמתארים חורים שחורים ואז מוצאים דרכים לבדוק אותם מול המציאות). כמובן שעל השאלה שענית לא ניתן לענות באופן תצפיתי מכיוון שאנו מחוץ לחור השחור ולכן (עד כדי פליטה של קרינת הוקינג שהיא כל כך חלשה עד שהלכה למעשה היא בלתי נראית) לא נוכל לדעת דבר על מה שקורה בפנים. אנו יודעים שאופקי האירועים התמזגו לאופק משותף, אבל לא יכולים לחלץ מתצפיות מידע על מה קורה בפנים. במישר המתמטי ניתן לנסות על השאלה, ואני מניח שאנשים מהתחום (כלומר, אסטרופיזיקאים שחוקרים התנהגות של חורים שחורים בשמיים) יוכלו להגיד כמה דברים על כך, אך במקרה הטוב זו תהיה שאלה מאוד קשה מפני שהמודלים המתמטיים הזמינים לנו כעת (יחסות כללית) לא יכולים לתאר את סוף התהליך בו הסינגולריויות של שני החורים קרובות (כי אז יש אפקטים קוונטים), וגם לפני כן אני מניח שאפשר לתקוף את הבעיה רק באופן נומרי מפני שמשוואות התנועה הן לא לינאריות ובאופן עקרוני לא פתירות.

    אז לסיכום – מה קרה בפנים, לא ממש יודעים. מצד שני, בשנים האחרונות אנו מבינים שגם בלי התנגשויות אנחנו לא באמת מבינים מה קורה בתוך אופק האירועים של חור שחור, אז השאלה הזאת פחות רלוונטית ממה שאתה חושב.

  5. האנרגיה שמקורה בחור שחור היא גרוויטאציונית. כלומר שלילית.
    אנרגיה שלילישינויים באנרגיית כובדת יכולה ל"נבוע" מחור שחור, לדוגמה שדה הכובד שבנוכחותו.
    יכולים להיות חיוביים. אלה הם גלי גרוויטאציה שמפחיתים את מסת החור השחור.
    מהו התהליך שבו מסת החור(גודל חיובי) שמרוכזת בנקודה הופכת לגלי גרוויטאציה, לא ברור.

    שאלה אחרת מתחום ת.הקוונטים היא האם גלי גרוויטאציה שאף אחד לא צופה בהם הם אוסף הסתברויות?

    קיום גלי גרוויטאציה יהיה משכנע יותר כאשר יצליחו לזהות מתאם בינם לבין תצפית אופטית ממוקדת במקום מסוים ברקיע, ואולי לצפות בפרץ קרינת X מאותו מקום באותו הזמן.

  6. ציטוט מתוך הכתבה:
    "…אלה התנגשויות המייצרות יותר אנרגיה מאשר כל הכוכבים והגלקסיות ביקום בכל זמן נתון…"
    שלוש הערות\שאלות:

    א). באילו צורות משתחררת האנרגיה העצומה הזו מתוך אופקי האירועים של החורים השחורים? האם כולה או רובה נפלטת באנרגית גלי הכבידה ?
    הרי באופן עקרוני אנרגיה לא יכולה להיפלט מתוך אופקי האירועים של חורים שחורים.
    (פרט לקרינת הוקינג ש:
    א).קיומה טרם הוכח.
    ב) עוצמתה צפויה להיות חלשה ביותר).
    כמו כן,
    גם לפי התיאוריה גלי הכבידה הנם בעלי עצמה ואנרגיה חלשה ביותר.

    ב) לדעתי יש לסייג את האמירה ולהגבילה לכל היותר ל"יקום הנראה" ולא ל"כל היקום".
    זאת על אף שמוכרת לי התפיסה הגורסת כי, מה שמעבר ליקום הנראה הנם בעצם יקומים נפרדים\מקבילים.

    3). מה צופה התיאוריה השפעת מיזוג החורים השחורים (אם בכלל?) על הכוכבים בסביבתם, בגלקסיה בה הם נמצאים?

  7. לא ברור מהכתבה אם החורים השחורים התמזגו לחור אחד נקודתי, או שמסתובבים אחד מסביב לשני.
    האם יש מצב שהגריעינים שלהם מסתובבים אחד סביב השני בתוך אופק אירועים משותף לשניהם…

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן