Fagområde

Astrofysik/Astrophysics

Forskningsleder

Daniel John d'Orazio

Assistant Professor

Projekttitel

Unraveling Mysteries of Supermassive Black Hole Pairs: Searches meet Simulations

Hvad handler dit projekt om?

Næsten alt, hvad vi har lært om universet, kommer fra observationer af det elektromagnetiske spektrum - lys. Lyset fra fjerne galakser, stjerner, og vores egen sol. For seks år siden ændrede dette sig, da vi for første gang observerede universet via en helt ny budbringer, nemlig tyngdebølger, som er bølger i rumtiden sendt ud fra de mest ekstreme begivenheder i vores univers, såsom kollisioner af sorte huller. Detekteringen af tyngdebølger har åbnet et nyt vindue til vores univers, som giver os mulighed for at stille helt nye spørgsmål om de astrofysiske miljøer der skaber disse ekstreme begivenheder, samt giver os ny indsigt i de fundamentale egenskaber ved tyngdekraften. Mens tyngdebølger i øjeblikket bliver detekteret fra sorte huller med masser, der er få, til 100 gange vores sols masse, ved vi også, at supermassive sorte huller med masser fra 100 tusind til 10 milliarder gange vores sols masse, eksisterer i centrum af galakser, og at disse sorte huller også meget sandsynligt kolliderer. Tyngdebølgerne fra disse supermassive kollisioner er endnu ikke blevet observeret, men igangværende og planlagte eksperimenter vil være i stand til at observere dem i de kommende år. Mit projekt udvikler de teoretiske værktøjer, der er nødvendige for at lære om vores univers gennem den kommende æra af tyngdebølge observationer. Specifikt vil vi udvikle modeller for, hvordan supermassive sorte huller interagerer med stjerner og gas i centret af galakser, samt hvordan sådanne interaktioner højst sandsynligt leder de sorte huller på kollisionskurs samtidig med at den omkringliggende gas lyser op i det elektromagnetiske spektrum. Dette vil føre til en større forståelse af den gensidige udvikling af supermassive sorte huller og deres galakser over kosmisk tid, og vores hurtigt voksende syn på tyngdebølge himlen.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Jeg tror, at mange mennesker er fascineret af nattehimlen, hvilket fører til at man stiller store spørgsmål om universet og vores plads i det. Jeg er en af de mennesker, og jeg har været så heldig at have familie, mentorer og lærere, der har hjulpet mig med at realisere en måde at stille disse spørgsmål på, så det er blevet til min levevej. Plus Star Trek, selvfølgelig.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Supermassive sorte huller findes i centrum af næsten alle galakser i universet. Vi ved også at de galakser, vi har i dag er vokset sig til deres nuværende størrelse ved kollisioner med andre. Et åbent spørgsmål er så, hvis galakser med supermassive sorte huller kolliderer, vil deres supermassive sorte huller så også kollidere? I så fald, hvordan? Svaret på dette ligger meget sandsynligt gemt i de tyngdebølger som udsendes i processen, hvilket kan give os banebrydende indsigt i, hvordan galakser og sorte huller udvikler sig over tid. Vi har dog endnu ikke observeret disse supermassive sorte huller på kollisionskurs endnu, hverken gennem deres tyngdebølge signal eller det lys der måtte udsendes fra den omkringliggende gas. Denne kæmpe udfordring vil jeg tage op i mit projekt, hvor et af hovedmålene er at finde unikke observerbare signaturer til at identificere disse supermassive sorte huller. For dette vil vi primært skabe helt nye modeller af interaktionen mellem de kolliderende sorte huller og den gas, man mener ligger i en skive omkring dem i centret af deres galakse, som vi vil bruge til observationelt at lede efter disse kæmper for at forstå deres skabelse og udvikling.

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

Denne forskning vil hjælpe med at forberede og give os helt ny indsigt i det meget hurtigt voksende og spændende nye felt: Tyngdebølge-Astrofysik. Interessant nok har projektet også mange andre anvendelsesmuligheder inden for astrofysikken, som for eksempel inden for modelleringen af dobbelt stjerner og deres planeter. Så selvom det er nyttige indenfor tyngdebølge-astrofysik, vil resultaterne også give inspiration til tilstødende områder af astrofysikken. Jeg håber derfor, at mit projekt vil kunne bidrage i en større sammenhæng til vores fælles jagt på at forstå vores univers.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Udover æren af at få dette projekt anerkendt af DFF, vil Sapere Aude give muligheden for en utrolig fremgang gennem ressourcer, der vil blive brugt til at bringe flere forskere ind i projektet. Jeg håber, at dette hurtigere vil bringe nye opdagelser og tillade mig at fortsætte med at skabe en voksende gruppe, som kan have indflydelse mange år ud i fremtiden.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg voksede op i det landlige Pennsylvania, hvor jeg lærte at spille og lytte til bluegrass-musik, fiske og vandre og værdsætte nattehimlen. Siden da har jeg boet i Zürich, New York City, Boston og nu København med min partner Hannah. Vi nyder at udforske Skandinavien, dets kultur, dets historie, og arbejder på vores danske sprog og næste stykke med smørrebrød.

Bopælskommune

København

Gymnasium

Central Columbia High School, Pennsylvania, USA