Čierne diery sú neustále predmetom ostrého výskumu, pričom obzvlášť zaujímavá je ich minulosť. Nový výskum naznačuje, že kľúč k odhaleniu ich „rodokmeňa“ sa skrýva v gravitačných vlnách – jemných deformáciách časopriestoru, ktoré vznikajú pri ich zrážkach, upozorňuje LiveScience.

DNA najdesivejších objektov v kozme

Vedci z Cardiffskej univerzity pri analýze údajov z observatórií LIGO a Virgo zistili, že rotácia supermasívnych čiernych dier nesie informácie o ich evolučnej histórii. Podobne ako DNA umožňuje sledovať rodovú líniu ľudí, analýza gravitačných vĺn môže odhaliť, ako čierne diery vznikali – či už ako výsledok postupného spájania menších čiernych dier alebo iným mechanizmom.

Čierne diery s hmotnosťou medzi 10 a 100 hmotnosťami Slnka vznikajú kolapsom hviezd, ktoré vyčerpali palivo pre jadrovú fúziu. Supermasívne čierne diery, ktorých hmotnosť presahuje milióny až miliardy Sĺnk, však nemôžu vzniknúť týmto spôsobom – namiesto toho sa pravdepodobne formujú postupným zlučovaním menších čiernych dier v hustých hviezdokopách.

Výskumníci analyzovali údaje zo 69 prípadov detegovaných gravitačných vĺn a objavili jasnú hranicu hmotnosti, pri ktorej dochádza k výraznej zmene v rotácii čiernych dier. Táto zmena naznačuje, že čierne diery s väčšou hmotnosťou vznikajú viacerými fázami zlučovania, pričom každé splynutie ovplyvňuje ich výslednú rotáciu.

Tento objav je dôležitý, pretože pomáha odlíšiť čierne diery, ktoré vznikli priamo kolapsom hviezdy, od tých, ktoré sa postupne hromadili v priebehu miliónov rokov. Keď sa dve čierne diery dostanú do tesnej dvojhviezdnej sústavy, ich pohyb spôsobuje vyžarovanie gravitačných vĺn. Tento proces odnáša uhlový moment systému, čím dochádza k postupnému zbližovaniu oboch čiernych dier.

LIGO

V konečnej fáze sa čierne diery zrazia a zlúčia do jedného objektu – tzv. dcérskej čiernej diery. Táto nová čierna diera je hmotnejšia než jej „rodičia“, no časť hmoty sa stratí vo forme extrémne silnej emisie gravitačných vĺn. Tieto vlny nesú informácie o tom, aká bola počiatočná rotácia a orientácia zlučujúcich sa čiernych dier, čo umožňuje vedcom sledovať ich evolúciu.

Pomôžu citlivejšie detektory

Doterajšie detekcie gravitačných vĺn pochádzajú najmä z observatórií LIGO a Virgo, no budúce detektory, ako Einsteinov teleskop alebo vesmírna observatórium LISA (Laser Interferometer Space Antenna), umožnia ešte detailnejšie štúdium čiernych dier.

Nové modely založené na zisteniach vedcov z Cardiffskej univerzity pomôžu lepšie interpretovať gravitačné vlny v budúcnosti. S rastúcou presnosťou detektorov bude možné nielen potvrdiť, ako sa čierne diery vyvíjajú, ale aj presnejšie určiť ich pôvod v rôznych častiach vesmíru.

Čítajte viac z kategórie: Novinky