Os cientistas dizem: A ampliação dos buracos negros pode atingir 10% da velocidade da luz

Os buracos negros agora podem percorrer o universo a velocidades incríveis de pouco menos de 10% da velocidade da luz.

Com base em simulações de colisões entre estes corpos extremos, esta é a velocidade máxima que os buracos negros podem atingir após uma colisão energética.

Isto é muito mais rápido do que contas anterioresO que sugere que, embora ainda tenhamos muito que aprender sobre como os buracos negros colidem, estamos cada vez mais perto de compreender estes eventos violentos e as suas consequências.

“Conseguimos fornecer uma estimativa precisa do salto final produzido pela colisão de dois buracos negros de alta energia.” Escrevem os pesquisadores James Healy e Carlos Lusto do Instituto de Tecnologia de Rochester.

“Uma extrapolação dos ciclos máximos levou-nos a estimar o salto final em 28.562 ± 342 quilómetros por segundo, o que o limita a menos de 10 por cento da velocidade da luz.”

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Quando dois buracos negros se fundem, o produto final não acaba necessariamente ficando na localização orbital galáctica original como um binário. A colisão, dependendo da sua energia, pode produção de recuo Isto “empurra” o buraco negro final – a consequência do buraco negro original – para uma nova trajetória e velocidade.

Isto ocorre quando a energia gravitacional é distribuída de forma desigual, com mais energia emitida em uma direção – resultado de massas, rotações ou ambos desiguais no par de buracos negros antes da fusão.

Estimativas anteriores estimam que a velocidade máxima que pode ser alcançada com este impacto seja de aproximadamente 5.000 km (3.107 milhas) por segundo em relação à origem.

Até agora, foi descoberto um buraco negro rápido que os cientistas acreditam ser o produto de um retrocesso. Ela viaja por toda parte 1.542 quilômetros por segundo. Mas definir os limites do processo pode ajudar os astrônomos a saber com que frequência ele ocorre.

Esta é uma informação importante para a ciência dos buracos negros. Por exemplo, descobrimos buracos negros com mais massa do que a teoria sugere.

Isto poderia explicar o grande número de buracos negros orbitando após colidirem. Mais buracos negros se movimentando aumentam as chances de colisões, o que pode levar à produção de buracos negros maiores que a massa do objeto. Limite de massa da repartição básica.

Healey e Lustow usaram um supercomputador para realizar 1.381 simulações numéricas completas de colisões entre dois buracos negros de massa igual com pontos de rotação oposta ao longo do seu plano orbital.

Foi assim que atingiram a velocidade máxima: 28,562 quilômetros (17,748 milhas) por segundo. E isso é mais de 100 milhões de quilômetros por hora. A velocidade de escape de um objeto que se move rapidamente através da Via Láctea vindo da região solar é 497 quilômetros por segundo.

O objeto mais rápido já construído pelo homem é a Parker Solar Probe 163 quilômetros por segundo em 2021.

Então, os buracos negros estão em perfeitas condições de colisão? Ele caiu muito rapidamente. Felizmente, é improvável que o cenário exato usado pelos pesquisadores aconteça. Mas a descoberta de limitações extremas prepara o terreno para estudos futuros.

É um tanto reconfortante saber disso, na verdade. Um estudo feito há alguns anos descobriu que poderia haver centenas de buracos negros de retorno orbitando a Via Láctea, mesmo enquanto você lê essas palavras.

Se eles estivessem viajando um pouco mais devagar, a ideia pareceria menos intimidante (embora seja improvável que eles colidam conosco de qualquer maneira).

Healy e Lustow também notaram que a rotação e orientação dos buracos negros nas suas simulações foram críticas para a velocidade do impulso resultante. Eles planejam explorar o papel do spin com mais detalhes em um artigo futuro.

Pesquisa publicada em Cartas de revisão física.