Štandardný model čiernych dier je v ohrození, analýza 150 zrážok odhaľuje realitu
Ešte donedávna sa v astrofyzike predpokladalo, že väčšina zrážok čiernych dier má v zásade rovnaký pôvod. Masívne hviezdy skolabujú, vytvoria čierne diery a tie sa po miliardách rokov v binárnych systémoch zrazia.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneNová analýza gravitačných vĺn však naznačuje, že realita je podstatne zložitejšia a že vesmír produkuje čierne diery viacerými paralelnými mechanizmami, upozorňuje Interesting Engineering.
Nie všetky dáta súhlasia
Vedci pracujúci s dátami z kolaborácie LIGO-Virgo-KAGRA Collaboration analyzovali najnovší katalóg detekcií označovaný ako GWTC-4, ktorý obsahuje viac než 150 potvrdených splynutí čiernych dier.
Práve rastúci objem týchto dát začal odhaľovať problémy so štandardným modelom. Ak by totiž všetky tieto systémy vznikali rovnakým procesom, ich fyzikálne vlastnosti, najmä hmotnosti a rotácie, by vytvárali plynulé rozdelenie. Namiesto toho sa v dátach objavili výrazné „zhluky“ a diskontinuity.
Najvýraznejšie sa to ukázalo pri hmotnostiach. Jedna populácia sa koncentruje okolo približne desiatich hmotností Slnka, ďalšia okolo 35-násobku hmotnosti Slnka. Zároveň sa mení aj charakter rotácie čiernych dier, najmä v oblastiach okolo 20 a 40 slnečných hmôt. Takéto anomálie naznačujú, že za vznikom týchto objektov stoja odlišné fyzikálne scenáre.
Aby to vedci otestovali, vytvorili simulácie, v ktorých kombinovali viacero hypotetických populácií čiernych dier. Menili parametre ako hmotnosť, zarovnanie spinov či frekvenciu zrážok, až kým simulované výsledky nezačali zodpovedať reálnym pozorovaniam. Najlepší súlad nevznikol pri jedinom modeli, ale pri kombinácii troch odlišných „rodín“.
Najväčšia skupina, ktorá predstavuje približne štyri pätiny všetkých detegovaných udalostí, vykazuje relatívne „čisté“ správanie. Čierne diery v týchto systémoch rotujú pomaly a ich rotačné osi sú zarovnané s orbitálnym pohybom.
Takýto obraz veľmi dobre zodpovedá scenáru izolovaných binárnych hviezd. Dve hviezdy vzniknú spoločne, prechádzajú spoločným vývojom, vymieňajú si hmotu a napokon skolabujú do čiernych dier, ktoré sa bez výrazného rušenia zlúčia.
Nevyvážené hmotnosti najmenšej skupiny
Druhá skupina, ktorá tvorí približne pätnásť percent prípadov, už pôsobí podstatne chaotickejšie. Hmotnosti čiernych dier sú síce podobné, no ich rotácie nie sú dokonale zarovnané a systémy vykazujú výraznejšie precesie.
To naznačuje vznik v hustých prostrediach, akými sú guľové hviezdokopy. V týchto regiónoch dochádza k častým gravitačným interakciám, ktoré môžu pôvodné binárne systémy rozbíjať a opätovne skladať. Výsledkom sú páry čiernych dier s náhodnejšími orientáciami spinov.
Najmenšia, no zároveň najzaujímavejšia skupina predstavuje len niekoľko percent prípadov a zahŕňa najhmotnejšie systémy. Tu sa objavujú výrazne nevyvážené hmotnosti, silná precesia a komplexné rotačné vzory.

Najpravdepodobnejším vysvetlením sú hierarchické zrážky. Aspoň jedna z čiernych dier v takomto systéme totiž už vznikla pri predchádzajúcej kolízii. Ide teda o „recyklované“ objekty, ktoré rastú postupným spájaním.
Tento obraz zásadne mení pohľad na evolúciu hviezd aj samotných čiernych dier. V klasických modeloch, ktoré sa opierajú o vývoj masívnych hviezd, sa predpokladalo relatívne jednoduché rozdelenie hmotností. Nové dáta však naznačujú, že významnú úlohu zohrávajú aj dynamické procesy v hustých hviezdnych systémoch a opakované zrážky.
Z fyzikálneho hľadiska ide o dôležitý posun. Hmotnostné rozdelenie čiernych dier je totiž úzko prepojené s procesmi ako párová nestabilita supernov, ktorá by mala vytvárať tzv. „hmotnostnú medzeru“ približne medzi 50 až 120 hmotnosťami Slnka. Prítomnosť objektov na okraji alebo dokonca v tejto oblasti môže byť práve dôsledkom hierarchických zrážok, ktoré obchádzajú limity klasickej hviezdnej evolúcie.
Napriek presvedčivým štatistickým výsledkom však vedci upozorňujú, že priame priradenie každej skupiny ku konkrétnemu mechanizmu zatiaľ nie je jednoznačné. Reálne astrofyzikálne prostredia sú extrémne komplexné a jednotlivé procesy sa môžu prekrývať. Napríklad aj systémy vzniknuté v izolovaných dvojhviezdach môžu byť neskôr ovplyvnené dynamickými interakciami.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Vyše 100 rokov tam ležal bez povšimnutia. Vedci odhalili prvého európskeho dinosaura svojho druhu

Slovák ukázal, z čoho budeme stavať domy na Marse. Materiál už leží priamo pod nohami

Vedci sa roky nevedeli zhodnúť. Záhadné magnetické anomálie na Slnku nakoniec vyriešila sonda

Musk chystá nového mobilného operátora. Starlink za kľúčové frekvencie zaplatí 8 miliárd dolárov

Kvantové počítače zlomili kľúčový rekord. Nové spojenie zvládne vyše 1 000 previazaní za sekundu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Feri Kabrheľ vstupuje do politiky po boku Tomáša Tarabu. Pomáha mu s kľúčovým krokom

Zahraničný investor naleje milióny eur do 5 slovenských obchodných centier. Pribudne vyše 21-tisíc m² predajných plôch

Otcovia si môžu prilepšiť o vyše 1 050 eur. O dávku treba požiadať v konkrétnej lehote

Raši po kritike zrušil parlamentné voľno. Opozícia hovorí o „tureckom trhu“

Boxerský galavečer v SNG vyvolal spor. Organizátori hovoria o politickom tlaku
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Na Slovensku práve spustili novú službu. Zadarmo ponúka viac ako tisíc filmov a seriálov
- Slovenská komédia roka mieri online. Videlo ju 186-tisíc divákov, bude na jedinej službe
- VIDEO: Netflix odhalil fantasy za 200 miliónov. Jedna vec divákov určite nepoteší
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
-
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Na Slovensku práve spustili novú službu. Zadarmo ponúka viac ako tisíc filmov a seriálov
- Slovenská komédia roka mieri online. Videlo ju 186-tisíc divákov, bude na jedinej službe
- VIDEO: Netflix odhalil fantasy za 200 miliónov. Jedna vec divákov určite nepoteší
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
-
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
- Na Slovensku práve spustili novú službu. Zadarmo ponúka viac ako tisíc filmov a seriálov
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Feri Kabrheľ vstupuje do politiky po boku Tomáša Tarabu. Pomáha mu s kľúčovým krokom

Zahraničný investor naleje milióny eur do 5 slovenských obchodných centier. Pribudne vyše 21-tisíc m² predajných plôch

Otcovia si môžu prilepšiť o vyše 1 050 eur. O dávku treba požiadať v konkrétnej lehote

Raši po kritike zrušil parlamentné voľno. Opozícia hovorí o „tureckom trhu“

