Oamenii de știință au detectat cel mai mare gaură neagră Fuziunea cunoscută vreodată-o coliziune gigantică din două rupturi masive de timp spațiu-timp în spirală unul în celălalt-și ar putea păstra dovezi despre cel mai evaziv tip de gaură neagră din univers.
Fuziunea, care s -a întâmplat la marginea noastră Calea lactee Galaxy, a produs o gaură neagră de aproximativ 225 de ori mai masivă decât soarele.
Acesta este aproape dublu față de deținătorul anterior al recordului, care a născut o gaură neagră finală cu o masă de în jur de 142 de soare. Noua coliziune a fost găsită de colaborarea Ligo-Virgo-Kagra (LVK), un grup de patru detectori care identifică evenimente cosmice cataclismice din undele gravitaționale care se vărsă în trezirile lor. Unde gravitaționale sunt ondulări în țesătura spațiului-timp, prevăzută mai întâi să existe de Albert Einstein și confirmate de Ligo în 2015. Pentru descoperirea lor de ultimă generație, fizicienii implicați în cercetarea a câștigat un Premiul Nobel în 2017.
Dar cele mai interesante pentru oamenii de știință sunt masele celor două găuri negre: de aproximativ 100 și 140 de ori mai mare decât cea a soarelui. Așa cum a fost cazul detectării anterioare, găurile negre de aceste dimensiuni se încadrează într-un „decalaj în masă” care contestă înțelepciunea convențională cu privire la modul în care se formează rupturile spațiului. Cercetătorii își vor prezenta concluziile în perioada 14 – 18 iulie la Al 24 -lea conferință internațională privind relativitatea generală și gravitația (GR24) și a 16 -a Conferință Edoardo Amaldi privind valurile gravitaționale în Glasgow, Scoția.
“Ne așteptăm ca majoritatea găurilor negre să se formeze când stelele mor – dacă steaua este suficient de masivă, se prăbușește într -o gaură neagră,” Mark Hannama declarat pentru Live Science, profesor de fizică la Universitatea Cardiff din Țara Galilor și membru al colaborării LVK. „Dar pentru stelele cu adevărat masive, teoriile noastre spun că prăbușirea este instabilă, iar cea mai mare parte a masei este aruncată în explozii de supernove și nu se poate forma o gaură neagră.”
„Nu ne așteptăm ca găurile negre să se formeze între 60 și 130 de ori mai mare decât masa soarelui”, a adăugat el. „În această observație, găurile negre par să se afle în acea gamă de masă”.
Găurile negre sunt născute din prăbușirea stelelor uriașe și cresc prin gorging pe gaz, praf, stele și alte găuri negre. În prezent, găurile negre cunoscute se încadrează în două categorii: găuri negre cu masă stelară, care variază de la câteva până la câteva zeci de ori masa soarelui; și găuri negre supermasive, care pot fi oriunde de la aproximativ 100.000 la De 50 de miliarde de ori la fel de masiv ca soarele.
Cu toate acestea, cei care se încadrează în decalajul acestor două intervale de masă, cunoscute sub numele de găuri negre cu masă intermediară, sunt incapabili din punct de vedere fizic de la prăbușiri de stele directe și, astfel, rămân incredibil de rare. Indicii despre existența lor au fost totuși găsiteconducând astrofizicienii să postuleze că aceste găuri negre cresc din fuzionarea cu altele care au dimensiuni similare.
Dovada pentru această fuziune au sosit pe 23 noiembrie 2023, când două distorsiuni minuscule în spațiu-timp au trecut prin detectoarele de laser al Observatorului de unde gravitaționale (LIGO) din Louisiana și Washington. Cele două detectoare-fiecare cu două brațe în formă de L de 2,5 mile (4 kilometri) care conțin două fascicule laser identice-sunt proiectate astfel încât, dacă o undă gravitațională trece prin pământ, lumina laser într-un braț al detectorului se va comprima în timp ce celelalte se extinde, creând o modificare minusculă a lungimilor relative ale căilor.
Semnalul care a ajuns la detectoare a fost complex, provenind din două găuri negre cu masă mare, care se învârteau rapid. Astronomii analizează de obicei fuziunile cu gaura neagră prin modelarea semnalelor din diferite tipuri de sisteme binare cu gauri negre, înainte de a le potrivi cu orice semnal nou pe care îl văd.
Dar pentru ca această tehnică să funcționeze, modelele trebuie să fie precise, iar ecuațiile lui Einstein sunt mai greu de rezolvat (și, prin urmare, mai puțin precise) atunci când găurile negre se învârt rapid.
“Găurile negre din GW231123 par a fi extrem de învârtite, iar diferitele noastre modele dau rezultate diferite”, a spus Hannam. “Asta înseamnă că, deși suntem siguri că găurile negre sunt foarte masive, nu măsurăm masele mai ales cu exactitate. De exemplu, masele posibile pentru gaura neagră mai mică acoperă întregul decalaj de masă.”
Pentru ca oamenii de știință să obțină calcule mai bune ale acestor mase, aceste modele vor trebui perfecționate, ceea ce va necesita probabil mai multe observații ale fuziunilor similare cu spin mare.
Astfel de detectări ar fi probabil; Detectoarele de valuri gravitaționale Ligo, Fecioare și Kagra au observat 300 de fuziuni de la începutul primei runde în 2015, 200 fiind găsite doar în a patra alergare. Cu toate acestea, Ligo, finanțat de Fundația Națională de Știință, se confruntă cu reduceri bugetare ale administrației Trump care ar putea închide un detector, ceea ce face ca detecțiile actuale să fie „aproape imposibile”, ” Potrivit directorului instalației, David Reitze.