Springen naar inhoud

Spinning Black Hole Leaves Dent in Space-Time


  • Log in om te kunnen reageren

#1

AstroMart-feed

    AstroMart-feed


  • >25 berichten
  • 31 berichten
  • Nieuwsbot

Geplaatst op 19 maart 2006 - 09:00

Geplaatste afbeelding

Using NASA's Rossi X-Ray Timing Explorer (XRTE), MIT astrophysicists have found a black hole that has chiseled a remarkably stable indentation in the fabric of space and time. The finding may help scientists measure a black hole's mass and how it spins, two long-sought measurements, by virtue of the extent of this indentation.
"The fact that we found the exact same frequency of X-ray oscillations nine years later is likely no coincidence," said Jeroen Homan of MIT . "The black hole is still singing the same tune. The oscillations are created by a groove hammered into space-time by the black hole. This phenomenon has been suspected for a while, but now we have strong evidence to support it."

Lees meer...

Bron: Astromart News

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

raintjah

    raintjah


  • >250 berichten
  • 824 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 maart 2006 - 20:05

Zou iemand dit in het nederlands een beetje kunnen verduidelijken? Want sommige engelse termen begrijp ik niet.
Mvg.

#3

groj1655

    groj1655


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 24 maart 2006 - 21:21

Op verzoek van de redactie, hier een korte uitleg in het Nederlands.

Het systeem dat wij bestudeerd hebben heet GRO J1655-40 en is een dubbelster, waarin de twee sterren iedere 2.6 dagen on elkaar heen draaien. Een van de twee sterren in deze dubbelster is een vrij normale ster, iets zwaarder dan de zon, en de andere ster is een zwart gat met een massa van ongeveer 6 a 7 keer die van de zon. Omdat de twee sterren zo dicht om elkaar heen draaien wordt de 'normale' ster door de sterke zwaartekracht van het zwart gat vervormd. In dit geval is de vervorming zo sterk dat gas van de normale ster naar het zwart gat begint te stromen. Het gas valt niet direct het zwart gat in, maar vormt een grote schijf, een zogenaamde accretie schijf. Hieronder kan je een 'artistieke impressie' van GRO J1655-40 zien:
rechts de (vervormde) ster en links de accretie schijf met het zwart gat in het centrum. De twee rode 'stralen' onder en boven de schijf zijn stromen van supersnel gas die bij het zwart gat vandaan geschoten worden.

Geplaatste afbeelding

Het gas in zo'n schijf doet er een paar weken over om het zwart gat te bereiken, waar het dan vervolgens in valt. Tijdens die paar weken wordt het gas geleidelijk warmer, ten gevolge van interne wrijving. Dicht bij het zwart gat is de temperatuur van het gas een paar miljoen graden, heet genoeg om Rontgen straling uit te zenden. Deze Rontgen stralen kunnen we waarnemen met satellieten (Rontgen straling komt niet door de dampkring heen). De satelliet waarmee we GRO J1655-40 hebben bekeken is de "Rossi X-ray Timing Explorer" (RXTE) van de NASA. Deze satelliet is gespecialiseerd in het detecteren van hele snelle veranderingen (sneller dan 1/1000e van een seconde) in de hoeveelheid Rontgen straling van sterren zoals GRO J1655-40.

Waarom zouden we zulke snelle veranderingen willen bestuderen? De zeer snelle veranderingen die wij bestuderen zijn waarschijnlijk het gevolg van zeer snel bewegend gas dat heel erg dicht (minder dan 100 km) bij het zwart gat rond draait. Zo dicht bij het zwart gat is de zwaartekracht zo sterk, dat het de vorm van ruimte en tijd verandert, zoals voorspeld door Einstein relativiteits theorie. Deze vervorming hangt af van hoe zwaar het zwart gat is en hoe snel het draait.

De manier waarop ruimte/tijd vervormd wordt, zorgt ervoor dat het gas in de accretie schijf niet alleen om het zwart gat heen draait, maar min of meer geforceerd wordt ook een klein beetje in en uit het vlak van de accretie schijf te bewegen. Er zijn modellen die voorspellen dat wanneer de frequenties van het om-het-zwart-gat draaien en het in-en-uit de schijf bewegen een 'mooie' verhouding hebben (zoals bv. 3:2), die bewegingen versterkt worden. In GRO J1655-40 nemen we zo'n paar van veranderingen waar, met 300 Hz en 450 Hz.

Waarom denken we dat dit het gevolg is van de vervorming van de ruimte/tijd? De hoeveel Rontgenstraling die we van dit soort systemen zien verandert over het algemeen vrij chaotisch. Af en toe zien we wel veranderingen met een duidelijke frequentie, maar deze verandert vaak van dag tot dag, waarschijnlijk als gevolg van veranderingen in de hoeveelheid gas die door de schijf stroomt. Wat de detectie van de 300 Hz and 450 Hz veranderingen zo speciaal maakt is dat ze negen jaar na hun oorspronkelijke ontdekkingen nog steeds de zelfde frequentie hebben (GRO J1655-40 is niet altijd helder genoeg om waarneembaar te zijn - de laatste keer was in 1996/97). Zoiets verwacht je niet van een 'chaotische' accretie schijf. Daar komt bij dat een zwart gat geen vast oppervlak heeft en daarom onmogelijk direct interactie kan hebben met de schijf (en zo frequenties kan vast leggen), zoals dat bij neutronen sterren wel is bijvoorbeeld. Hieruit concluderen we dat de waargenomen frequenties indirect worden vast gelegd door het zwart gat, namelijk door de manier waarop de massa en rotatie de ruimte/tijd vervormen.

Alhoewel de precieze interpretatie van de twee snelle veranderingen nog niet helemaal duidelijk zijn, kunnen we in de toekomst dit soort metingen waarschijnlijk gebruiken om de rotatie van zwarte gaten (en het effect op de ruimte/tijd) beter te bepalen.

Ik zal deze pagina de komende tijd in de gaten houden, voor het geval dat er nog meer vragen zijn.

Groeten,

Jeroen

#4

Elmo

    Elmo


  • >1k berichten
  • 3437 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 maart 2006 - 20:26

Op verzoek verplaatst naar moderne natuurkunde.
Never underestimate the predictability of stupidity...

#5

Wien Ee

    Wien Ee


  • >1k berichten
  • 3133 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 maart 2006 - 22:10

In dit geval is de vervorming zo sterk dat gas van de normale ster naar het zwart gat begint te stromen. Het gas valt niet direct het zwart gat in, maar vormt een grote schijf, een zogenaamde accretie schijf. Het gas in zo'n schijf doet er een paar weken over om het zwart gat te bereiken, waar het dan vervolgens in valt.

Ik begrijp nog altijd niet waarom het gas dan in het zwarte gat zou stromen. Ik zou denken, het gaat er héél, héél snel omheen gaat draaien.

De manier waarop ruimte/tijd vervormd wordt, zorgt ervoor dat het gas in de accretie schijf niet alleen om het zwart gat heen draait, maar min of meer geforceerd wordt ook een klein beetje in en uit het vlak van de accretie schijf te bewegen. Er zijn modellen die voorspellen dat wanneer de frequenties van het om-het-zwart-gat draaien en het in-en-uit de schijf bewegen een 'mooie' verhouding hebben (zoals bv. 3:2), die bewegingen versterkt worden.

Als een zwart gat snel draait, dan, heb ik eens gelezen, zou je in de tijd reizen, door er snel rondom te gaan. Is dat de reden waarom je van die regelmatige verhoudingen krijgt?

#6

groj1655

    groj1655


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 28 maart 2006 - 01:57

In dit geval is de vervorming zo sterk dat gas van de normale ster naar het zwart gat begint te stromen. Het gas valt niet direct het zwart gat in, maar vormt een grote schijf, een zogenaamde accretie schijf. Het gas in zo'n schijf doet er een paar weken over om het zwart gat te bereiken, waar het dan vervolgens in valt.


"Ik begrijp nog altijd niet waarom het gas dan in het zwarte gat zou stromen. Ik zou denken, het gaat er héél, héél snel omheen gaat draaien."

Doordat de gasdeeltjes in de schijf tegen elkaar aan botsen verliezen ze impuls-moment (http://nl.wikipedia....ki/Impulsmoment - dit is nodig om om het zwart gat heen te blijven draaien. Als het impulsmoment op een gegeven moment te klein is valt het gas in het zwart gat. Je kunt het een beetje vergelijken met een fietswiel dat los over straat rolt. Als het rolt heeft het veel impulsmoment, wat er voor zorgt dat het wiel niet omvalt. Door wrijving met de lucht en de grond gaat het wiel langzamer draaien, en het impulsmoment gaat dus omlaag, totdat het zo laag is dat het wiel omvalt.

De manier waarop ruimte/tijd vervormd wordt, zorgt ervoor dat het gas in de accretie schijf niet alleen om het zwart gat heen draait, maar min of meer geforceerd wordt ook een klein beetje in en uit het vlak van de accretie schijf te bewegen. Er zijn modellen die voorspellen dat wanneer de frequenties van het om-het-zwart-gat draaien en het in-en-uit de schijf bewegen een 'mooie' verhouding hebben (zoals bv. 3:2), die bewegingen versterkt worden.


"Als een zwart gat snel draait, dan, heb ik eens gelezen, zou je in de tijd reizen, door er snel rondom te gaan. Is dat de reden waarom je van die regelmatige verhoudingen krijgt?"

Ik heb zelf niet zo heel veel verstand van tijd reizen, maar de regelmatige verhoudingen die we zien hebben daar waarschijnlijk niets mee te maken. We denken dat ze het resultaat zijn van resonanties (http://nl.wikipedia....wiki/Resonantie) tussen verschillende trillingen in de accretie schijf.

#7

maxplanck

    maxplanck


  • >25 berichten
  • 33 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 28 maart 2006 - 09:12

Ik heb zelf niet zo heel veel verstand van tijd reizen, maar de regelmatige verhoudingen die we zien hebben daar waarschijnlijk niets mee te maken. We denken dat ze het resultaat zijn van resonanties (http://nl.wikipedia....wiki/Resonantie) tussen verschillende trillingen in de accretie schijf.


Waarom zou dat dan een aanwijzing kunnen zijn voor vervorming van ruimte tijd. Ik begrijp dat niet zo goed, hoe je uit die mooie verhoudingen afleidt dat er een vervorming van de ruimte tijd optreedt.

Verder begrijp ik de twee rode uitstootslierten niet. Valt het gas zo hard op het zwarte gat dat het weer wordt uitgestoten aan de polen? (net als bij de vorming van een gewone ster?)

#8

Wien Ee

    Wien Ee


  • >1k berichten
  • 3133 berichten
  • VIP

Geplaatst op 28 maart 2006 - 10:31

"Ik begrijp nog altijd niet waarom het gas dan  in het zwarte gat zou stromen. Ik zou denken, het gaat er héél, héél snel omheen gaat draaien."

Doordat de gasdeeltjes in de schijf tegen elkaar aan botsen verliezen ze impuls-moment.

De ringen van saturnus vallen niet in korte tijd op saturnus. Anders dan bij die accretieschijf bestaan de ringen van saturnus niet uit gasmoleculen, maar uit ijs en stofdeeltjes. Is het zo dat een gaswolk altijd voor een deel naar beneden zal vallen, omdat de moleculen van een gas nu eenmaal botsen en sommige daardoor impulsmoment verliezen. Dus dat het gas in die accretieschijf zich anders gedraagt dan de stofdeeltjes in de ringen van saturnus.
Iets anders nog: op die afbeelding heeft de begeleidende ster een puntje naar het zwarte gat toe, en er lijkt daar een stroom materiaal weggezogen te worden. Waarom? Dat er een sterke "eb" en "vloed" op die begeleide ster is, dat kan ik me voorstellen, maar zo'n puntje, of zo'n stroom materiaal die weggezogen wordt...

#9

groj1655

    groj1655


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 28 maart 2006 - 20:06


Ik heb zelf niet zo heel veel verstand van tijd reizen, maar de regelmatige verhoudingen die we zien hebben daar waarschijnlijk niets mee te maken. We denken dat ze het resultaat zijn van resonanties (http://nl.wikipedia....wiki/Resonantie) tussen verschillende trillingen in de accretie schijf.


Waarom zou dat dan een aanwijzing kunnen zijn voor vervorming van ruimte tijd. Ik begrijp dat niet zo goed, hoe je uit die mooie verhoudingen afleidt dat er een vervorming van de ruimte tijd optreedt.

Verder begrijp ik de twee rode uitstootslierten niet. Valt het gas zo hard op het zwarte gat dat het weer wordt uitgestoten aan de polen? (net als bij de vorming van een gewone ster?)


Het is voornamellijk het feit dat het paar van frequenties constant is gebleven over een periode van ruim negen jaar dat ons doet denken dat we te maken hebben met vervorming van de ruimte/tijd. De massa en rotatie van een zwart gat - en daarom de vervorming van de ruimte/tijd- veranderen naurwelijks op die tijd schaal, en we kunnen verder geen enkel ander proces verzinnen dat zulke constante frequenties op zou leveren.

Je bent niet de enige die die 'jets' niet begrijpt :roll: Er werken momenteel veel waarnemers en theoretici aan dit onderwerp - over het algemeen wordt aangenomen dat sterke mangeetvelden een belangrijke rol spelen in het lanceren van de jets, en de snelle rotatie van het zwart gat wellicht ook.

#10

groj1655

    groj1655


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 28 maart 2006 - 20:20

"Ik begrijp nog altijd niet waarom het gas dan  in het zwarte gat zou stromen. Ik zou denken, het gaat er héél, héél snel omheen gaat draaien."

Doordat de gasdeeltjes in de schijf tegen elkaar aan botsen verliezen ze impuls-moment.

De ringen van saturnus vallen niet in korte tijd op saturnus. Anders dan bij die accretieschijf bestaan de ringen van saturnus niet uit gasmoleculen, maar uit ijs en stofdeeltjes. Is het zo dat een gaswolk altijd voor een deel naar beneden zal vallen, omdat de moleculen van een gas nu eenmaal botsen en sommige daardoor impulsmoment verliezen. Dus dat het gas in die accretieschijf zich anders gedraagt dan de stofdeeltjes in de ringen van saturnus.
Iets anders nog: op die afbeelding heeft de begeleidende ster een puntje naar het zwarte gat toe, en er lijkt daar een stroom materiaal weggezogen te worden. Waarom? Dat er een sterke "eb" en "vloed" op die begeleide ster is, dat kan ik me voorstellen, maar zo'n puntje, of zo'n stroom materiaal die weggezogen wordt...


Het gas in de accretie schijf is zo heet dat we eigenlijk niet meer van een gas spreken, maar van een plasma (http://nl.wikipedia......atietoestand)). In zo'n plasma spelen nog andere effecten een rol, die er allemaal voor zorgen dat het impulsmoment van de deeltjes in het plasma afneemt. Ik denk dat er in de ringen van Saturnus ook wel bostingen tussen de deeltjes plaats vinden, maar inderdaad veel minder dan in een accretiie schijf. Daar komt bij dat de ringen van Saturnus deels in stand woirden gehouden door zogenaamde 'herders-maanjtes'.

De voornaamste reden dat we eb en vloed op aarde hebben is dat de rotatie van de aarde om haar as niet dezelfde periode heeft als de baan van de aarde om de zon en de baan van de maan om de aarde. In het geval van GRO J1655-40 duurt het draaien van de ster om haar as net zo lang als het draaien van de ster om het zwart gat. Dat betekent dus dat steeds de zelfde kant van de ster naar het zwart gat gericht is. Daar is de vervorming dan ook het sterkste. Als de de ster sneller had gedraait was er ook sprake van eb en vloed geweest. Nu is het echter altijd vloed aan de voorkant van de ster, en eb aan de acherkant.

Jeroen

#11

Dalton

    Dalton


  • >250 berichten
  • 808 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 maart 2006 - 12:15

In dit geval is de vervorming zo sterk dat gas van de normale ster naar het zwart gat begint te stromen.


Hierdoor zal de massa van de ster afnemen.
Is deze massa vermindering verwaarloosbaar?
Hoeveel procent van de ster wordt er per jaar opgezogen en zou dit verschil de meting van 9 jaar kunnen beinvloeden?

#12

groj1655

    groj1655


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 maart 2006 - 16:06

In dit geval is de vervorming zo sterk dat gas van de normale ster naar het zwart gat begint te stromen.


Hierdoor zal de massa van de ster afnemen.
Is deze massa vermindering verwaarloosbaar?
Hoeveel procent van de ster wordt er per jaar opgezogen en zou dit verschil de meting van 9 jaar kunnen beinvloeden?


Dat klopt, de normale ster zal hierdoor massa verliezen en dat is vrijwel verwaarloosbaar op een tijdschaal van 9 jaar. De normale ster heeft waarshcijnlijk een massa van een paar keer 10^33 gram en verliest ongeveer 10^18 gram per seconde, ofwel ~2.8x10^8 * 10^18 = 2.8x10^26 gram in 9 jaar, zeer weinig vergeleken met een paar keer 10^33 gram.

Jeroen





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures