Д ве черни дупки се сблъскаха в сливане, което може да революционизира разбирането ни за растежа на черните дупки, пише Sciencealert.
Наречена GW 231123 на датата, на която е регистрирана на 23 ноември 2023 г., тя е най-масивният сблъсък на черна дупка , който сме виждали досега, в резултат на което се образува обект, по-тежък от 225 слънца .
Преди това, най-масивният сблъсък на черна дупка е създал обект с маса 142 пъти по-голяма от масата на Слънцето .
Това, което прави това толкова невероятно, е фактът, че всяка от черните дупки, участващи в сблъсъка, е по-тежка от горната граница на масата за черни дупки, образувани от едно звездно ядро – което предполага, че и двете може да са участвали в предишни сблъсъци.
„Това е най-масивната двойна черна дупка, която сме наблюдавали чрез гравитационни вълни, и тя представлява истинско предизвикателство за нашето разбиране за образуването на черните дупки“, казва астрономът и физик Марк Ханам от университета в Кардиф във Великобритания.
„Черните дупки с такава масивност са забранени чрез стандартните модели на звездната еволюция. Една от възможностите е двете черни дупки в тази двойна система да са се образували чрез по-ранни сливания на по-малки черни дупки.“
Гравитационно-вълновата астрономия стартира през 2015 г., когато интерферометърът LIGO засече слабия сигнал от гравитационните вълни, разпространяващи се през пространство-времето, когато два екстремни обекта се сляха и станаха едно цяло. Оттогава към LIGO се присъединиха съоръженията Virgo и KAGRA, събирайки около 300 сигнала от двойки черни дупки, сблъскващи се във Вселената.
Астрономите могат да анализират и разделят сигналите, използвайки вълните, за да установят свойствата на черните дупки, които са ги създали.
Ето къде става наистина интересно: малките черни дупки са наистина трудни за откриване в космоса, тъй като не излъчват забележима светлина. Събирайки данни за сливания, астрономите събират данни за реалността на черните дупки.
Голяма част от изследванията около тези свръхплътни обекти по необходимост са били теоретични. Знаем, че по-малките (за разлика от свръхмасивните черни дупки с маса милиони Слънца) са останки от масивни звезди, които стават свръхнови, чиито ядра се сриват под действието на гравитацията, образувайки обекти, толкова плътни, че светлината не може да се измъкне от гравитационното им влияние.
Има обаче горна граница за размера на черната дупка, която този механизъм на образуване може да създаде – защото над определено тегло звездите експлодират в така наречената свръхнова с двойкова нестабилност, която напълно унищожава ядрото. Не знаем със сигурност каква е тази граница, но тя може да бъде от около 40 слънчеви маси до 60.
Вече са открити доказателства за черни дупки, които надвишават този лимит на тегло. Това сливане на 142 слънчеви маси включваше черни дупки с 66 и 85 пъти масата на Слънцето. Но GW 231123 вдига летвата доста впечатляващо.
Освен това, и двете черни дупки, участвали в събитието, са се въртели много бързо, много близо до теоретичната граница , казват изследователите . Това е усложнило сигнала доста, но би могло да бъде и улика за историята на черните дупки. Когато две черни дупки се комбинират, полученият единичен обект би трябвало да има по-бърза скорост на въртене, предложиха учени по недвижими имоти като инструмент за определяне дали една черна дупка е продукт на предишно сливане.
Ще са необходими допълнителни анализи, за да се разкрият всички сложности на GW 231123, но събитието би могло да потвърди научните теории за това как се образуват черните дупки. То би могло да бъде и огромна улика за това как растат свръхмасивните черни дупки, тъй като не знаем как те се превръщат от обекти, сравними по маса със звезда, в гигантски гиганти, около които се въртят цели галактики.
„Ще са необходими години, за да може общността напълно да разгадае този сложен сигнален модел и всички негови последици“, казва физикът Грегорио Каруло от Университета в Бирмингам във Великобритания. „Въпреки че най-вероятното обяснение остава сливане на черни дупки, по-сложни сценарии биха могли да бъдат ключът към дешифрирането на неочакваните му характеристики. Предстоят вълнуващи времена!“
Констатациите на екипа ще бъдат представени на 24-та Международна конференция по обща теория на относителността и гравитацията и на 16-та конференция „Едоардо Амалди“ за гравитационни вълни.
