La actual teoría de agrupamiento jerárquico de galaxias predice que debería haber una gran cantidad de sistemas binarios de agujeros negros supermasivos en el universo. Sin embargo, incluso después de más de 30 años de investigación, los astrónomos sólo han descubierto agujeros negros binarios supermasivos en un puñado de galaxias activas.
Un equipo de investigación nacional dirigido por el profesor Shu Xinwen de la Universidad Normal de Anhui utilizó el evento de desintegración de la estrella por marea gravitacional del agujero negro como un gran avance, monitoreó las características de evolución de la radiación de rayos X después del evento y finalmente descubrió con éxito La marea gravitacional que destroza las estrellas mediante agujeros negros duales. El segundo fenómeno raro. Este resultado es de gran importancia para describir la distribución de los agujeros negros binarios inactivos en galaxias normales, revelar el mecanismo de crecimiento de las galaxias y la formación de estructuras a gran escala en el universo, probar las teorías de gravedad existentes y proporcionar una fuente de ondas eficaz para la próxima generación de detectores de ondas gravitacionales.
Los agujeros negros son maravillosos objetos celestes predichos por la relatividad general. Tiene una estructura espacio-temporal única y hay una interfaz, es decir, toda la materia que entra en la interfaz, incluida la luz, no puede escapar y eventualmente cae en una singularidad. El profesor Penrose de la Universidad de Oxford ganó el Premio Nobel de Física 2020 por su investigación teórica sobre las singularidades de los agujeros negros.
Los agujeros negros actualmente conocidos se pueden dividir a grandes rasgos en dos categorías: la primera categoría es el producto que queda tras la muerte de una estrella masiva, con una masa que oscila entre varias veces y decenas de veces la del sol. , llamado agujero negro estrella constante; otro tipo de agujero negro supermasivo, con una masa más de un millón de veces la del Sol, generalmente ubicado en el núcleo de una galaxia. La primera detección de un evento de ondas gravitacionales desencadenado por la fusión de agujeros negros estelares en 2015 (Premio Nobel de Física 2017) abrió una era de investigación astrofísica de múltiples mensajeros que combinan ondas gravitacionales con radiación electromagnética. Según la teoría existente sobre la evolución jerárquica de cúmulos de galaxias, debería haber una gran cantidad de sistemas binarios de agujeros negros supermasivos en el universo. Sin embargo, incluso después de más de 30 años de investigación, los astrónomos sólo han descubierto agujeros negros binarios supermasivos en un puñado de galaxias activas. Cómo descubrir y detectar sistemas binarios de agujeros negros supermasivos es una de las cuestiones fronterizas más importantes de la física y la astronomía.
Cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro, será destrozada por su fuerte gravedad de marea y luego tragada por el agujero negro. Al mismo tiempo, liberará un breve período de fuerte electromagnética. radiación, que se denomina evento de desgarro de estrellas de marea de un agujero negro. Al detectar señales de rayos X o rayos UV/ópticos procedentes de los centros de las galaxias, podemos ver cómo los agujeros negros afectan el comportamiento de la materia circundante. Los cálculos teóricos muestran que cuando uno de los agujeros negros binarios supermasivos que orbitan entre sí desgarra la estrella y produce una llamarada de rayos X, la gravedad del otro agujero negro bloqueará intermitentemente el flujo interno de los fragmentos de estrella desintegrados, provocando la explosión de rayos X. el destello del rayo se atenúa bruscamente y luego una luz extraña cambia patrones que restauran el brillo.
El equipo de investigación del profesor Shu Xinwen descubrió con éxito predicciones teóricas en una galaxia a unos 2.600 millones de años luz de la Tierra analizando los datos de observación del satélite Swift de la NASA y el satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea. El fenómeno repetible de llamaradas de rayos X proporciona una fuerte evidencia observacional de que los agujeros negros binarios se tragan estrellas. Se trata del segundo fenómeno astronómico raro después de que el equipo de Liu Fukun, de la Universidad de Pekín, coautor de este artículo, descubriera el primer caso de un doble agujero negro que se traga una estrella. Es de gran importancia revelar la distribución de los agujeros negros binarios inactivos en galaxias normales, construir una imagen panorámica de la evolución de los agujeros negros que destrozan estrellas, probar las teorías de gravedad existentes y proporcionar fuentes de ondas efectivas para la próxima generación de detectores de ondas gravitacionales.
Nature Communication, parte de Nature Group, es una revista multidisciplinaria publicada únicamente en Internet, especializada en publicar artículos de investigación de alta calidad en biología, física, química y otros campos. Lanzada en 2010, ahora ocupa el puesto número 2 entre todas las revistas científicas y tecnológicas del mundo. "Nature Communications" tiene requisitos muy estrictos en cuanto a la calidad de los artículos.
En la actualidad, una provincia de China puede publicar sólo dos o tres artículos en esta revista o más cada año, y todos están concentrados en universidades.
Se informa que esta es la primera vez que la disciplina de física de la Universidad Normal publica un artículo de investigación como primer autor de la serie de subrevistas "Nature". Este trabajo de investigación fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.
Enlace del documento "Nature Communications":
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