Luister naar de vreemde geluiden van het zingende zwarte gat

Je kunt het zwarte gat in de ruimte niet horen schreeuwen, maar het klinkt alsof je het kunt horen zingen.

In 2003 werkten astrofysici samen met NASA’s Chandra X-ray Observatory Detectie van een patroon van rimpelingen in röntgenverblinding Reuze melkwegcluster in het sterrenbeeld Perseus. Het waren drukgolven – dat wil zeggen geluidsgolven – die 30.000 lichtjaar omspanden en naar buiten uitstraalden door het dunne, oververhitte gas dat clusters van melkwegstelsels vult. Ze werden veroorzaakt door periodieke explosies van een superzwaar zwart gat in het centrum van de cluster, dat zich op 250 miljoen lichtjaar afstand bevindt en duizenden sterrenstelsels bevat.

Met een oscillatieperiode van 10 miljoen jaar waren de geluidsgolven akoestisch equivalent aan een Bes van 57 octaven onder de middelste C, een toon die het zwarte gat de afgelopen twee miljard jaar blijkbaar heeft vastgehouden. Astronomen denken dat deze golven de vorming van sterren afremmen, waardoor het gas in de cluster te heet wordt om te condenseren tot nieuwe sterren.

Chandra-astronomen hebben deze rimpelingen onlangs “gesonificeerd” door de signalen te versnellen tot 57 of 58 octaven boven hun oorspronkelijke tonen, en hun frequentie vier keer te verhogen om ze hoorbaar te maken voor het menselijk oor. Het resultaat is dat de rest van ons nu intergalactische sirenes kan horen.

Door deze nieuwe kosmische luidsprekers, het Perseus zwarte gat Maakt het vreemd om te spinnen Dit deed de luisteraar denken aan galmende tonen die verwijzen naar een vreemd radiosignaal dat Jodie Foster via een koptelefoon hoort In de sciencefictionfilm ‘Contact’.

Als onderdeel van een lopend project om het universum te ‘soniceren’, heeft NASA ook een vergelijkbare generatie uitgebracht Lichtgevende knopen klinken in een stroom van energie Vuren vanuit een gigantisch zwart gat in het centrum van het gigantische sterrenstelsel dat bekend staat als M87. Deze geluiden bereiken ons over 53,5 miljoen lichtjaar als een majestueuze opeenvolging van orkestrale noten.

Een ander ultrasoonapparaatproject werd uitgevoerd door een groep onder leiding van Irene Kara, een astrofysicus aan het MIT, als onderdeel van een poging om lichtecho’s van röntgenuitbarstingen te gebruiken om de omgeving rond zwarte gaten in kaart te brengen, net zoals het gebruik van vleermuizen. Geluid om muggen te vangen.

Het is allemaal het resultaat van “Black Hole Week”, NASA’s jaarlijkse sociale media-extravaganza, 2-6 mei. Deze week biedt ook een inleiding tot belangrijk nieuws op 12 mei, toen onderzoekers de Event Horizon Telescope gebruikten, geproduceerd in 2019. Het eerste beeld van een zwart gatom hun laatste resultaten aan te kondigen.

Volgens de algemene relativiteitstheorie van Einstein zijn zwarte gaten objecten met een zwaartekracht die zo sterk is dat niets, zelfs licht, laat staan ​​geluid, kan ontsnappen. Ironisch genoeg kunnen ze ook de helderste dingen in het universum zijn. Voordat enige vorm van materie voor altijd in een zwart gat verdwijnt, geloven theoretici, zal het worden versneld tot bijna-lichtsnelheden door het zwaartekrachtveld van het gat, opwarmen en draaien tot miljoenen graden. Dit zal röntgenflitsen vrijgeven, interstellaire schokgolven genereren en hoogenergetische jets en deeltjes door de ruimte comprimeren, net als tandpasta uit een buis.

In een veelvoorkomend scenario bestaat een zwart gat in een dubbelstersysteem met een ster en steelt er materiaal van, dat zich ophoopt in een dichte, heldere schijf – een zichtbare donut van de dood – die met tussenpozen röntgenuitbarstingen produceert.

Met behulp van gegevens van een NASA-instrument genaamd de Neutron Star Interior Composition Explorer – NICER – zocht een groep onder leiding van Jinji Wang, een afgestudeerde student aan het MIT, naar echo’s of reflecties van deze röntgenuitbarstingen. De tijdsvertraging tussen de oorspronkelijke röntgenuitbarstingen en hun galm en vervormingen veroorzaakt door de vreemde gravitationele nabijheid van zwarte gaten hebben inzicht gegeven in de evolutie van deze gewelddadige uitbarstingen.

Ondertussen werkt Dr. Kara samen met onderwijs- en muziekexperts om röntgenreflecties om te zetten in hoorbaar geluid. In sommige simulaties van dit proces, zei ze, draaien de flitsen om het zwarte gat, waardoor een duidelijke verschuiving in hun golflengten ontstaat voordat ze worden weerkaatst.

“Ik vind het gewoon geweldig dat we de algemene relativiteitstheorie kunnen ‘horen’ in deze simulatie,” zei Dr. Kara in een e-mail.

Eet je hart uit, Pink Floyd.