Οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων καταγράφουν την πιο μαζική συγχώνευση μαύρης τρύπας μέχρι σήμερα

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων που εργάζονται στους ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων LIGO και Virgo έκαναν τη μεγαλύτερη ανακάλυψή τους μέχρι τώρα:τη σύγκρουση δύο μαύρων οπών που συγχωνεύτηκαν για να δημιουργήσουν μια μαύρη τρύπα περίπου 142 φορές τη μάζα του Ήλιου - τη μεγαλύτερη που έχει εντοπιστεί ποτέ με τη χρήση βαρυτικής κύματα.

Η συγχώνευση έχει πολλά ασυνήθιστα χαρακτηριστικά και θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανακάλυψη νέας φυσικής, λένε.

Η σύγκρουση συνέβη πριν από 7 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν οι δύο μαύρες τρύπες άρχισαν να σπειροειδώς η μία μέσα στην άλλη προτού συντρίψουν μαζί και στείλουν βαρυτικά κύματα που κυματίζουν τον ιστό του χωροχρόνου.

Το σήμα που προέκυψε, με την ονομασία GW190521, ανιχνεύθηκε για πρώτη φορά από επιστήμονες που χρησιμοποιούν τον ανιχνευτή Advanced Virgo στο Ευρωπαϊκό Παρατηρητήριο Βαρύτητας (EGO) στην Ιταλία και τα δύο Advanced LIGO, στις ΗΠΑ στις 21 Μαΐου 2019.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τα βαρυτικά κύματα:

• Από τα μήλα στα βαρυτικά κύματα:μια σύντομη ιστορία της βαρύτητας
• Πώς ανακαλύψαμε τα βαρυτικά κύματα από αστέρια νετρονίων – και γιατί είναι τόσο μεγάλη υπόθεση

«Αυτό δεν μοιάζει πολύ με κελάηδισμα, το οποίο είναι αυτό που συνήθως ανιχνεύουμε:μοιάζει περισσότερο με κάτι που «μπαμ» και το σύστημα που το δημιούργησε είναι το πιο ογκώδες που έχουν εντοπίσει το LIGO και η Virgo μέχρι τώρα», είπε ο Νέλσον. Christensen, διευθυντής στο ARTEMIS στη Νίκαια της Γαλλίας και μέλος της Virgo Collaboration.

Η προκύπτουσα μαύρη τρύπα ανήκει στην κατηγορία των λεγόμενων «μαύρων τρυπών μέσης μάζας» που περιλαμβάνει αυτές από 100 έως 100.000 ηλιακές μάζες. Η ανακάλυψη σηματοδοτεί την πρώτη φορά που παρατηρήθηκε μια μαύρη τρύπα σε αυτό το εύρος μάζας.

Οι μαύρες τρύπες μέσης μάζας παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους ερευνητές, καθώς μπορεί να κρατούν το κλειδί για ένα από τα μεγάλα παζλ στην αστροφυσική και την κοσμολογία:την προέλευση των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών. Αν και το ερώτημα παραμένει αναπάντητο, μια εξήγηση για το σχηματισμό αυτών των κοσμικών τεράτων, εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου, είναι οι επαναλαμβανόμενες συγχωνεύσεις μαύρων οπών μέσης μάζας.

Επίσης, με βάση τις τρέχουσες γνώσεις μας, η βαρυτική κατάρρευση ενός άστρου δεν μπορεί να σχηματίσει μαύρες τρύπες στο εύρος περίπου 60 έως 120 ηλιακών μαζών, καθώς διαλύονται πλήρως από την έκρηξη σουπερνόβα λόγω μιας διαδικασίας που ονομάζεται «αστάθεια ζεύγους» και αφήστε πίσω μόνο αέριο και κοσμική σκόνη.

Επομένως, οι αστροφυσικοί δεν θα περίμεναν να παρατηρήσουν καμία μαύρη τρύπα σε αυτό το εύρος μάζας – αλλά το βαρύτερο συστατικό του GW190521 ζύγιζε 85 ηλιακές μάζες.

«Διάφορα σενάρια προβλέπουν το σχηματισμό μαύρων οπών στο λεγόμενο χάσμα μάζας αστάθειας ζεύγους:μπορεί να προκύψουν από τη συγχώνευση μικρότερων μαύρων οπών ή από τη σύγκρουση μεγάλων αστεριών ή ακόμα και από πιο εξωτικές διεργασίες», δήλωσε η Michela Mapelli, καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο της Πάδοβα, μέλος του INFN Padova και του Virgo Collaboration.

«Ωστόσο, είναι επίσης πιθανό να πρέπει να αναθεωρήσουμε την τρέχουσα κατανόησή μας για τα τελικά στάδια της ζωής του άστρου και τους περιορισμούς μάζας που προκύπτουν στο σχηματισμό μαύρης τρύπας. Είτε έτσι είτε αλλιώς, το GW190521 είναι μια σημαντική συνεισφορά στη μελέτη του σχηματισμού μαύρων τρυπών.”

Ερωτήσεις και απαντήσεις αναγνωστών:  Τι θα συνέβαινε αν ένα πολύ ισχυρό βαρυτικό κύμα περνούσε από μέσα μας;

Ερωτήθηκε από: Thomas S Marcotte, ΗΠΑ

Τα βαρυτικά κύματα εξαπλώνονται από οποιοδήποτε βίαιο γεγονός που περιλαμβάνει ύλη – όπως, ας πούμε, η σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών. Όπως και η βαρύτητα, ωστόσο, είναι απίστευτα αδύναμα, επομένως θα πρέπει να είστε πολύ κοντά στην πηγή τους για να αισθανθείτε τα αποτελέσματά τους.

Σίγουρα θα ένιωθα περίεργο, καθώς θα δημιουργούσαν μια ρυθμική αίσθηση τεντώματος και σύνθλιψης στο σώμα. Αλλά θα έπρεπε να είστε τόσο κοντά στον ίδιο τον κατακλυσμό που δεν θα ζήσετε ποτέ για να τον περιγράψετε.

Διαβάστε περισσότερα:

• Πόσο μεγάλη μπορεί να γίνει μια μαύρη τρύπα;
• Μπορούν τα βαρυτικά κύματα να μας διδάξουν για το εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας;