Gli scienziati dicono: L’ingrandimento dei buchi neri può raggiungere il 10% della velocità della luce

I buchi neri possono ora sfrecciare nell’universo a velocità sorprendenti, appena inferiori al 10% della velocità della luce.

Sulla base delle simulazioni di collisioni tra questi corpi estremi, questa è la velocità massima che i buchi neri possono raggiungere dopo una collisione energetica.

Questo è molto più veloce di conti precedentiCiò suggerisce che, sebbene abbiamo ancora molto da imparare su come i buchi neri si scontrano, ci stiamo avvicinando alla comprensione di questi eventi violenti e delle loro conseguenze.

“Siamo stati in grado di fornire una stima accurata del rimbalzo finale prodotto dalla collisione di due buchi neri ad alta energia.” Scrivono i ricercatori James Healy e Carlos Lusto dal Rochester Institute of Technology.

“Un’estrapolazione dei cicli massimi ci ha portato a stimare il rimbalzo finale a 28.562 ± 342 chilometri al secondo, che lo limita a meno del 10% della velocità della luce”.

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Quando due buchi neri si fondono, il prodotto finale non finisce necessariamente per trovarsi nella posizione orbitale galattica originale come binario. La collisione, a seconda della sua energia, può produzione di rinculo Ciò “spinge” il buco nero finale – la crescita del buco nero originale – su una nuova traiettoria e velocità.

Ciò si verifica quando l’energia gravitazionale viene distribuita in modo non uniforme, con una maggiore quantità emessa in una direzione, a causa di masse, rotazioni o entrambi disuguali nella coppia di buchi neri prima della fusione.

Stime precedenti stimavano che la velocità massima raggiungibile da questo impatto fosse di ca 5000 km (3.107 miglia) al secondo rispetto all’origine.

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Finora è stato scoperto un buco nero veloce che gli scienziati ritengono sia il prodotto di un contraccolpo. Viaggia dappertutto 1.542 chilometri al secondo. Ma definire i confini del processo può aiutare gli astronomi a capire quanto spesso avviene.

Questa è un’informazione importante per la scienza dei buchi neri. Ad esempio, abbiamo scoperto buchi neri con una massa maggiore di quanto suggerisce la teoria.

Ciò potrebbe spiegare il gran numero di buchi neri in orbita dopo la collisione. Più buchi neri in movimento aumentano le possibilità di collisioni, che possono portare alla produzione di buchi neri più grandi della massa dell’oggetto. Limite di massa della degradazione fondamentale.

La formazione iniziale di una collisione binaria del buco nero. (Healy e Lusto, Fis. Rev. Litt.2023)

Healey e Lustow hanno utilizzato un supercomputer per eseguire 1.381 simulazioni numeriche complete di collisioni tra due buchi neri di uguale massa con punti che ruotano in modo opposto lungo il loro piano orbitale.

È così che hanno raggiunto la velocità massima: 28.562 chilometri (17.748 miglia) al secondo. E questo è più di 100 milioni di chilometri all’ora. La velocità di fuga di un oggetto che si muove rapidamente attraverso la Via Lattea dalla regione solare è 497 chilometri al secondo.

L’oggetto più veloce mai costruito dall’uomo è la Parker Solar Probe 163 chilometri al secondo nel 2021.

Quindi i buchi neri sono in perfette condizioni di collisione? È caduto molto rapidamente. Fortunatamente, è improbabile che si verifichi lo scenario esatto utilizzato dai ricercatori. Ma la scoperta di limitazioni estreme pone le basi per studi futuri.

È un po’ confortante saperlo, in realtà. Uno studio di qualche anno fa ha scoperto che potrebbero esserci centinaia di buchi neri contraccolpi in orbita attorno alla Via Lattea anche mentre leggi quelle parole.

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Se viaggiassero un po’ più lentamente, l’idea sembrerebbe meno intimidatoria (anche se è comunque improbabile che si schiantino contro di noi).

Healey e Lustow notarono anche che la rotazione e l’orientamento dei buchi neri nelle loro simulazioni erano fondamentali per la velocità del calcio risultante. Hanno in programma di esplorare il ruolo dello spin in maggiore dettaglio in un articolo futuro.

Ricerca pubblicata in Lettere di revisione fisica.

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