Космички плес окончан највећим до сада забележеним сударом црних рупа

Свака од ових црних рупа била је преко 100 пута масивнија од нашег Сунца, а након дугог кружног „плеса“, коначно су се судариле и спојиле у још масивнију црну рупу, око 10 милијарди светлосних година удаљену од Земље.

Овај догађај је најмасивније спајање црних рупа икада забележено преко детектора гравитационих таласа и приморао је физичаре да преиспитају моделе о томе како овако огромни објекти настају. Сигнал је регистрован када је стигао до Земље, где су изузетно осетљиви детектори забележили подрхтавање у простор-времену хиљадама пута мање од ширине једног протона.

„Ово су најнасилнији догађаји које можемо да посматрамо у универзуму, али када ти сигнали стигну до Земље, они су уједно и најслабије појаве које можемо да измеримо. До тренутка када ови таласи стигну до Земље, они су већ микроскопски“, рекао је проф. Марк Ханам, директор Института за истраживање гравитације при Универзитету у Кардифу.

Доказ о судару црних рупа стигао је 23. новембра 2023., када су два америчка детектора у Вашингтону и Луизијани, у оквиру Опсерваторије за ласерску интерферометрију гравитационих таласа (ЛИГО), опазили таласе.

Изненадна деформација простор-времена узроковала је да се детектори растежу и скупљају током једне десетине секунде, у тренутку који је забележио завршну фазу, током које се новонастала црна рупа „звони“ пре него што се стабилизује.

Анализа сигнала открила је да су црне рупе биле масе 103 и 137 пута веће од масе Сунца, и да су се окретале око 400.000 пута брже од Земље, близу теоријског максимума за овакве објекте.

„Ово су највеће масе црних рупа које смо до сада са сигурношћу измерили помоћу гравитационих таласа. И оне су чудне, јер се налазе у опсегу маса у коме, због разних необичних физичких процеса, не очекујемо да црне рупе уопште настају“, каже Ханам, члан научне сарадње ЛИГО.

Већина црних рупа настаје када масивне звезде остану без горива и уруше се саме у себе на крају свог животног циклуса. Ови изузетно густи објекти толико искривљују простор-време да формирају хоризонт догађаја – границу из које ни светлост не може побећи.

Физичари из ЛИГО-а сумњају да су ове две црне рупе које су се судариле саме биле производ претходних спајања. То би објаснило зашто су толико масивне и зашто се тако брзо окрећу – јер приликом спајања, црне рупе обично преносе моментум на новонастали објекат.

„Имали смо назнаке овога и раније, али ово је најекстремнији пример који највероватније то показује“, рекао је Ханам.

Научници су до сада открили око 300 спајања црних рупа преко гравитационих таласа. До сада је најмасивније познато спајање произвело црну рупу масе око 140 пута веће од Сунца. Ово најновије спајање довело је до настанка црне рупе масе до 265 пута веће од Сунца. Детаљи ће бити представљени у понедељак на конференцији у Глазгову.

Пре изградње првих детектора гравитационих таласа 1990-их, научници су могли да посматрају универзум само кроз електромагнетно зрачење попут видљиве светлости, инфрацрвених и радио таласа. Опсерваторије гравитационих таласа пружају сасвим нови поглед на космос, омогућавајући истраживачима да виде догађаје који су им до сада били скривени.

„У науци се често дешава да, када посматраш универзум на нов начин, откријеш ствари које ниси очекивао – и читава слика се трансформише. Детектори које планирамо у наредних 10 до 15 година моћи ће да виде сва спајања црних рупа у универзуму, и можда неке изненађујуће ствари које ни сами не очекујемо“, закључује Ханам.