„Jeden z našich dosud nejvzrušujících objevů“: Fyzici objevili vzácné černé díry „druhé generace“, které opět dokazují Einsteinovu pravdu
Vědci našli dva páry sloučení černé dírya myslí si, že ten větší v každé fúzi je vzácným veteránem „druhé generace“ předchozí kolize.
Neobvyklé chování dvou větších černých děr, pozorované prostřednictvím vlnění v časoprostoru zvaném gravitační vlny, bylo popsáno 28. října v The Astrophysical Journal Letters.
Výsledky „poskytují vzrušující důkazy o tom, že tyto černé díry byly vytvořeny z předchozích sloučení černých děr,“ spoluautor studie Stephen Fairhurstřekl profesor na Cardiffské univerzitě ve Spojeném království a mluvčí LIGO Scientific Collaboration. prohlášení.
Vzájemné fúze
Výzkum byl založen na dvou nedávno zjištěných fúzích, ke kterým došlo jen měsíc po sobě. Analýza signatur gravitačních vln z těchto událostí umožnila výzkumníkům odvodit hmotnost, rotaci a vzdálenosti zapojených černých děr.
Při první události, 11. října 2024, vědci spatřili dvě černé díry – měřící šestkrát a 20krát větší než Slunce –, které se srazily ve sloučení známém jako GW241011, zhruba 700 milionů světelných let od Země. Větší černá díra byla jeden z nejrychleji rotujících černé díry, které kdy byly nalezeny.
Druhé sloučení, GW241110, bylo nalezeno 10. listopadu 2024 s černými dírami, které byly osm a sedmnáctkrát větší než hmotnost Slunce. Toto sloučení bylo dále, na 2,4 miliardy světelných let. Větší černá díra se také otáčela naproti své oběžné dráze, což nebylo nikdy předtím spatřeno.
Vědci tvrdí, že každé z těchto sloučení mělo nové vlastnosti, včetně toho, že větší černá díra v každém sloučení byla téměř dvojnásobná než ta menší, a že větší černé díry se otáčely podivně ve srovnání se stovkami dalších sloučení pozorovaných prostřednictvím gravitačních vln od doby historicky první detekce LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) v roce 2015.
Vědci navrhli, že větší černá díra v každém sloučení dříve splynula v procesu zvaném „hierarchické sloučení“, ke kterému by došlo v hustých prostředích, jako jsou hvězdokupy, kde se černé díry často přibližují k sobě.
„Toto je jeden z našich dosud nejzajímavějších objevů,“ spoluautor studie Jess McIveruvedl v prohlášení astrofyzik z University of British Columbia. „Tyto události poskytují silný důkaz, že existují velmi husté a rušné kapsy vesmíru, které pohánějí některé mrtvé hvězdy.“
Kromě možných nálezů druhé generace černých děr vědci uvedli, že tato dvě spojení byla potvrzena fyzikální zákony, které předpověděl Albert Einstein před více než stoletím a že tyto události pomáhají vědcům dozvědět se více o elementárních částicích.
Například GW241011 generoval jasný signál, který vědcům umožnil vidět, jak se větší černá díra deformuje, když se otáčela, kvůli rychlé rotaci černé díry. Výsledný podpis v gravitačních vlnách se shodoval s teoriemi od Einsteina, stejně jako od matematika Roye Kerrao rotujících černých dírách.
Stejná událost také vyvolala „bručení“ v signálu gravitačních vln, který vznikl proto, že větší černá díra byla mnohem větší než ta menší. (Hukot je podobný tónům hudebních nástrojů, uvedli spolupracovníci.) Toto pozorování také pomohlo potvrdit Einsteinovy předpovědi.
