Објашњено: Две црне рупе су се спојиле пре више милијарди година, али то сада збуњује научнике

ЛИГО и Вирго детектују сигнале гравитационих таласа ослобођених спајањем. Једна од две матичне црне рупе била је необичне средње масе, што доводи у питање традиционално научно знање. Шта се генерално разуме и шта објашњава ову необичну величину?

Уметнички концепт који илуструје хијерархијску шему за спајање црних рупа. (Заслуге: ЛИГО/Цалтецх/МИТ/Р Хурт [ИПАЦ])

Пре више милијарди година, судар две црне рупе послао је гравитационе таласе да таласају универзум. 2019. сигнали са ових таласа су били откривен у опсерваторији гравитационих таласа ЛИГО (Сједињене Америчке Државе) и детектор Вирго (Италија).

Оно што је узбудило научнике, међутим, јесте маса једне од матичних црних рупа, која пркоси традиционалном знању о томе како настају црне рупе.

Откриће и анализа описани су у два истраживачка рада. Један, у Пхисицал Ревиев Леттерс , детаљно открива откриће и предлаже могуће начине на које је дошло до необичног спајања. Други папир, у Тхе Астропхисицал Јоурнал Леттерс , разматра физичка својства сигнала.

Шта је тачно откривено?

Био је то сигнал гравитационог таласа, релативно ново поље открића. Гравитациони таласи су невидљиви таласи који настају када звезда експлодира у супернови; када две велике звезде круже једна око друге; а када се две црне рупе споје. Путујући брзином светлости, гравитациони таласи стишћу и растежу све што им се нађе на путу.

Гравитационе таласе је предложио Алберт Ајнштајн у својој Општој теорији релативности пре више од једног века. Тек 2015. године, међутим, први гравитациони талас је заиста откривен - од стране ЛИГО-а. Од тада, било је неколико накнадних детекција гравитационих таласа.

Сигнал детектован код ЛИГО и Вирго, како је описано у ЛИГО Цоллаборатион, подсећао је на четири кратка померања и трајао је мање од једне десетине секунде.

Одакле је дошло?

Накнадна анализа је сугерисала да је ГВ190521 највероватније настао спајањем две црне рупе. Сигнал је вероватно представљао тренутак када су се ова два спојила. Израчунато је да је дошао са удаљености од отприлике 17 милијарди светлосних година и из времена када је свемир био отприлике упола старији.

Али ови налази су довели до додатних питања. Једна од две црне рупе које се спајају спада у средњи опсег масе - несклад који се не може објаснити традиционалним знањем о томе како се црне рупе формирају.

Зашто је необично?

Све до сада уочене црне рупе припадају било којој од две категорије. Једна категорија се креће између неколико соларних маса (једна соларна маса је маса нашег Сунца) и десетина соларних маса. Сматра се да настају када умру масивне звезде.

Друга категорија су супермасивне црне рупе. Они се крећу од стотина хиљада, до милијарди пута већи од нашег Сунца.

Према традиционалном сазнању, звезде које би могле да створе црне рупе између 65 и 120 соларних маса то не чине - звезде у овом опсегу се саме распадају када умру, а да се не уруше у црну рупу.

Али у спајању које је довело до сигнала ГВ190521, већа црна рупа је имала 85 соларних маса — добро унутар овог неочекиваног опсега, познатог као масени јаз нестабилности пара. То је прва црна рупа средње масе икада уочена. (У ствари, и мања црна рупа је гранична, са 66 соларних маса.)

Њих двоје су се спојили и створили нову црну рупу од око 142 соларне масе. Енергија еквивалентна осам соларних маса је ослобођена у облику гравитационих таласа, што је довело до најјачег таласа икада откривеног од стране научника.

Како се могла формирати црна рупа необичне масе?

Истраживачи сугеришу да црна рупа од 85 соларне масе није била производ звезде у колапсу, већ је сама била резултат претходног спајања. Настала сударом две црне рупе, вероватно је да се нова црна рупа спојила са црном рупом од 66 соларне масе - што је довело до гравитационих таласа и сигнала који су примили ЛИГО и Девица.

Подели Са Пријатељима: