Черните дупки, които се сблъскаха преди 3000 години, по-масивни от очакваното, изпратиха гравитационни вълни, преминали през Земята.
Отдавна в звезден куп далеч, далеч ... две сблъскаха се масивни черни дупки и те се превърнаха в едно, освобождавайки порой от енергия, който създаде самата тъкан на пространството-времето.
И в момента земните инструменти са успели да открият вълните на това далечен космически катаклизъм в кое е третото потвърдено директно откриване на гравитационни вълни. Комбинираните откривания, всички те докладвани от обсерваторията за откриване на гравитационни вълни ЛИГО (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), отворете нов прозорец към космоса.
Вълните носят решаваща информация за своите отдалечени източници и резултатите настоящи предизвикателства към поредица от предварително установени идеи за растежа на черните дупки, местата, където се намират и как в крайна сметка са хванати в такива насилствени и смъртоносни танци.
«Вселената все още съдържа загадки», Казва астрофизикът Дарил Агард от университета Макгил. „Мислехме, че знаем как са възникнали черните дупки и сега проверяваме, че имаме още много място за откриване“.
Танцът на черните дупки
Вълните се свиха и разшириха пространството на Земята с еквивалента на част от ширина на протон, една от частиците, които изграждат ядрото на атома. Очевидно това е невъзможно за хората да възприемат, но LIGO детекторите са толкова чувствителни, че дори не най-малки смущения могат да избягат от лазерите си.
След внимателен анализ на сигнала, екипът на LIGO установи, че това е следата от катастрофален сблъсък между две черни дупки, едната с маса, еквивалентна на почти 30 подметки и друг с масата на 19 подметки.
Тези черни дупки се въртяха една около друга в продължение на еони, постепенно се приближава в това, което ще се превърне в смъртна космическа спирала. Докато се приближаваха, те излъчваха енергия под формата на гравитационни вълни. И когато най-накрая се сблъскаха и сляха, те освободиха още повече енергия, по същия начин.
Единичната черна дупка, получена от такава спирала на космическа ярост, образува извита, бездънна маса от пространство-време, еквивалентна на 50 подметки, както е съобщено от екипа на LIGO в списанието Physical Review Letters.
По-масивна от очакваното
Комбинираните резултати разкриват на учените, че голяма част от онова, което те са мислили, че знаят за звездните черни дупки, не е съвсем точно.
Звездните черни дупки са черни дупки, създадени от експлозията и смъртта на звездите с по-голяма маса от Слънцето. Може би наивно си мислите, че колкото по-голяма е звездата, толкова по-голяма е черната дупка. Но астрофизиката не работи непременно по този начин.
Вместо това, колкото по-голяма е звездата, по-бурен ще бъде, и неговите силни звездни ветрове изпращат изблици на материя в космоса по време на живота на звездата. Когато звездата умре, тя вече е загубила голяма част от масата си, така че в крайна сметка се превръща в относително малка черна дупка.
„Преди нашите открития дори не знаехме със сигурност, че тези черни дупки съществуват“, казва Лора Кадонати от Технологичния институт в Джорджия, която е част от екипа на LIGO. Сега астрофизиците ще трябва да си направят мозъка, за да обяснят как са се образували тези странни тела.
Звезди като тези бяха често срещани в кълбовидни клъстери или плътни клъстери от изключително стари звезди, които обикалят около галактиките, включително нашата.
Конкуриращи се теории за произхода
Друга редица доказателства от LIGO биха подкрепили идеята, че кълбовидните клъстери ще играят роля в сагата за масивните дуети на черни дупки.
От гравитационните вълнови сигнали екипът на LIGO може да изведе различни характеристики на черните дупки, преди да се слеят, включително посоката, в която се обърнаха и ориентацията на техните оси на въртене. Въз основа на тази информация Кадонати заявява, че изглежда, че сблъсъкът е станал в рамките на кълбовиден клъстер.
Една от теориите за произхода на бинарните черни дупки предполага, че двойка масивни сестри звезди обикаля една около друга. Когато тези звезди умрат, техните "трупове" ще продължат в този въртящ се танц, което често води до двойка черни дупки с завои и подобни ориентации.
Най-новите данни от LIGO обаче показват, че древните черни дупки няма да имат напълно изравнени завъртания. Възможно е тези черни дупки да са се образували отделно в рамките на кълбовиден клъстер. След това щяха да се отклонят към центъра на клъстера, където в крайна сметка се озоваха във въртяща се спирала.
В този момент вашата дестинация е продукт на динамиката и хаоса в ядрото на клъстера, а не през целия живот един до друг. Това обяснение изглежда отговаря на текущите данни, но според Sigurdsson няма причина да се твърди, че само един сценарий е истинският.
Данните от LIGO вече оспорват редица идеи за звездната еволюция и звездните клъстери и дори някои схващания за това мистериозно вещество, известно като тъмна материя, според Хагард. Теорията на Общата теория на относителността на Айнщайн е валидна- Данните от LIGO са в съответствие с неговите прогнози.
"Астрофизичните обяснения, регулиращи начина на възникване на тези [черни дупки], са абсолютна бъркотия", обяснява Хагард. "Но физиката е напълно подредена".