Prostredníctvom gravitačných vĺn sme objavili nezvyčajnú fúziu dvoch čiernych dier. Výsledky novej štúdie publikovanej v žurnále Nature Astronomy totiž naznačujú, že udalosť známa ako GW 190521 bola výsledkom kolízie dvoch nerotujúcich čiernych dier. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

Známa udalosť znovu šokuje

Gravitačné vlny generované fúziou čiernych dier nás naučili mnoho o týchto extrémnych objektoch, ktoré sa vyskytujú všade vo vesmíre a vypĺňajú aj centrum našej domovskej galaxie. Sú v nich totiž zaznamenané informácie ako hmotnosť, rotácia či orientácia.

Vďaka gravitačným vlnám tiež vieme, že väčšina fúzií, ktoré sme detegovali, sa odohrala v binárnej sústave pozostávajúcej z dvoch čiernych dier. To znamená, že čierne diery tvorili najskôr hviezdny pár, ktorý sa časom zrútil do čiernych dier. Tie sa následne špirálovitým spôsobom vďaka gravitácii natoľko priblížili k sebe, že došlo k ich zlúčeniu.

Z doposiaľ približne 90 detegovaných fúzií sa však minimálne jedna javí úplne inak, ako všetky ostatné. Tou je pomerne známa udalosť GW190521, o ktorej ťa už viackrát informoval aj FonTech.sk.

Čierna diera, ktorá nemala existovať a neviditeľné hviezdy

V prvom prípade išlo o detekciu tejto udalosti, ktorá sa odohrala vo vzdialenosti asi 7 miliárd svetelných rokov a v roku 2019 bola považovaná za najmasívnejšiu zrážku, aká kedy produkovala gravitačné vlny.

Gravitačné vlny ako kozmický jav vo forme zakrivenia časopriestoru. Zdroj: NASA

Pri udalosti GW 190521 došlo k fúzii dvoch čiernych dier s hmotnosťou 66- a 85-krát väčšou než je hmotnosť Slnka, pričom vznikla čierna diera s hmotnosťou približne 142-krát väčšou ako je hmotnosť Slnka.

Tento objav však so sebou priniesol viac otázok ako odpovedí. Minimálne jedna z kolidujúcich čiernych dier totiž nemala vôbec existovať.

Súčasná teória totiž predpokladá, že k vytvoreniu čiernych dier dochádza vplyvom explózie hviezd v rozsahu 5 až 65-násobku hmotnosti Slnka, v inom prípade (65 až 140-násobok) dôjde k tak silnej supernove, že všetok okolitý materiál (vrátane jadra hviezdy) sa vymrští do takej vzdialenosti, že čierna diera jednoducho nemôže vzniknúť. Viac informácií nájdeš v samostatnom článku.

V druhom prípade sa skupina vedcov nazdávala, že na túto udalosť sa zrejme pozeráme nesprávne a navrhli, že za ňou stojí fúzia bozónových hviezdy. Bozónová hviezda je doposiaľ nedetegovaný astronomický objekt zložený z častíc známych ako bozóny a svojim spôsobom môže pripomínať čiernu dieru (s tým rozdielom, že nemá horizont udalostí a je priehľadná). Viac informácií o tejto štúdii nájdeš opäť v samostatnom článku.

Všetko je úplne inak

Najnovšie skupina vedcov z Univerzity Friedricha Schillera Jena prišla s úplne odlišným vysvetlením. To ich podľa všetkého najlepšie vystihuje, ako k tejto udalosti došlo.

Ako približujú vedci v tlačovej správe zverejnenej portálom Phys, podľa nových výpočtov a simulácií neboli dané čierne diery súčasťou binárneho systému. To znamená, že čierne diery nevznikli z dvojice blízkych masívnych hviezd, ale išlo o dva osamelé objekty putujúce vesmírom.

Grafické znázornenie gravitačných vĺn. Zdroj: Ligo

Pri svojej ceste si však skrížili cesty a došlo k ich kolízii. Čo je však ešte zaujímavejšie, podľa simulácií ani jedna z týchto čiernych dier nebola rotujúca, pretože trvanie pozorovaného signálu, bolo kratšie, ako pri všetkých ostatných pozorovaniach.

„Vývojom presných modelov pomocou kombinácie najmodernejších analytických metód a numerických simulácií sme zistili, že vysoko excentrické zlúčenie v tomto prípade vysvetľuje pozorovanú udalosť lepšie, ako ktorákoľvek iná hypotéza, ktorú predtým výskumníci predložili,“  uvádza astronóm Matteo Bresch.

Šanca, že tento scenár nie je pravdivý je podľa vedcov len 1:4300. Tieto scenáre podporuje aj fakt, že k tejto udalosti zrejme došlo v husto „osídlenej“ oblasti vesmíru ako je napríklad hviezdokopa, teda na mieste, kde sú dochádza často k rôznym gravitačným interakciám.

Hoci takéto náhodné fúzie sú medzi čiernymi dierami veľmi zriedkavé, neznamená to, že sú nemožné. Práve nová štúdia naznačuje, že GW190521 je vôbec prvou takouto interakciou, ktorú sa nám podarilo detegovať.