Το ζευγάρι μαύρης τρύπας γεννήθηκε μέσα σε ένα πεθαμένο αστέρι;
Σε αυτό που θεωρείται ότι είναι η πρώτη άμεση ανίχνευση ενός ζεύγους συγχώνευσης μαύρων οπών, οι αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει έναν κοσμικό κατακλυσμό που θα μπορούσε να δοκιμάσει την κατανόησή μας για το πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται αυτά τα αντικείμενα.
Το εύρημα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, προσφέρει νέες ενδείξεις για τη μυστηριώδη προέλευση των δυαδικών μαύρων οπών - σκασίματα μαύρων οπών που περιστρέφονται ο ένας τον άλλον πριν τελικά συγκρουστεί.
"Πιστεύουμε ότι αυτό το γεγονός είναι το αποτέλεσμα ενός ζευγαριού μαύρων οπών που γεννήθηκαν όταν ένα μόνο τεράστιο αστέρι εξερράγη", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Vicky Kalogera, καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Northwestern University.
Η αστρική έκρηξη, γνωστή ως Supernova, θα είχε συμβεί εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πριν σε ένα γαλαξία δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.
"Οι δύο μαύρες τρύπες που προέκυψαν από το Supernova θα ήταν σε πολύ στενή τροχιά", δήλωσε ο Kalogera. "Με την πάροδο του χρόνου, θα είχαν ακτινοβολήσει μακριά ενέργεια και θα έχασαν τη γωνιακή ορμή, προκαλώντας την τροχιά τους να αποσυντίθεται και οι μαύρες τρύπες να σκαρφαλώνουν προς τα μέσα".
Η τελική βουτιά θα είχε συμβεί σε ένα κλάσμα ενός δευτερολέπτου, απελευθερώνοντας μια έκρηξη βαρυτικών κυμάτων - διαστρέμματα σε διάστημα που προβλέπεται από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Αυτά τα κύματα βαρύτητας θα είχαν ταξιδέψει στο σύμπαν και τελικά θα έφτασαν στο Ligo, ένα ζευγάρι γιγαντιαίων συμβολομέτρων λέιζερ που βρίσκονται στις Ηνωμένες Πολιτείες. Το Ligo έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει αυτές τις κυματισμούς στο χωροχρόνο.
Στις 21 Μαΐου 2019, ο Ligo ανίχνευσε ένα σήμα βαρυτικής κύματος που ταιριάζει με την προβλεπόμενη υπογραφή ενός ζεύγους συγχώνευσης μαύρων οπών.
Η εκδήλωση, που ονομάστηκε GW190521, ήταν η πιο μαζική δυαδική συγχώνευση μαύρης τρύπας που παρατηρήθηκε ποτέ από την Ligo. Η πρωταρχική μαύρη τρύπα είχε μάζα περίπου 85 φορές εκείνη του ήλιου, ενώ η δευτερεύουσα μαύρη τρύπα είχε μάζα περίπου 66 φορές εκείνη του ήλιου.
"Η μάζα αυτών των μαύρων οπών είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα", δήλωσε ο Kalogera. "Είναι και οι δύο μεγαλύτεροι από τις τυπικές μαύρες τρύπες αστρικής μάζας που έχουμε παρατηρήσει μέχρι στιγμής."
Αυτό υποδηλώνει ότι το GW190521 μπορεί να έχει σχηματιστεί μέσω διαφορετικού μηχανισμού από τις περισσότερες άλλες δυαδικές μαύρες τρύπες.
"Είναι πιθανό ότι αυτές οι δύο μαύρες τρύπες σχηματίστηκαν από ένα τεράστιο σύστημα δυαδικών αστέρων", δήλωσε ο Kalogera. "Σε ένα τέτοιο σύστημα, τα δύο αστέρια ανταλλάσσουν μάζα και τελικά συγχωνεύονται, σχηματίζοντας μια ενιαία μαύρη τρύπα. Αυτή η μαύρη τρύπα θα μπορούσε στη συνέχεια να συγχωνευθεί με μια άλλη μαύρη τρύπα για να σχηματίσει τη δυαδική μαύρη τρύπα που παρατηρήσαμε".
Η ανακάλυψη του GW190521 είναι ένα σημαντικό ορόσημο στη μελέτη των μαύρων οπών και των βαρυτικών κυμάτων. Παρέχει νέες ιδέες για το σχηματισμό και την εξέλιξη αυτών των αντικειμένων και προσφέρει μια εντυπωσιακή ματιά στο βίαιο σύμπαν που βρίσκεται πολύ πέρα από την προσέγγισή μας.
