Zlučujúce sa čierne diery prekvapujú vedcov: Pri tomto procese vznikajú univerzálne „zvuky“
Čierne diery v procese zlúčenia uprednostňujú vytváranie gravitačných vĺn v dvoch frekvenčných rozsahoch.
Pred približne sto rokmi Albert Einstein vo svojej teórii Relativity po prvýkrát svetu predstavil koncept gravitačných vĺn, no po prvýkrát sa ich podarilo pozorovať až v roku 2015. Prvé zachytenie tohto fenoménu viedlo k založeniu nového astronomického oboru.
Keď sa dve čierne diery zlučujú, obiehajú okolo seba. Pritom sa postupne k sebe približujú a čím sú bližšie, tým rýchlejšie okolo seba obiehajú. Tento proces vytvára gravitačné vlny s postupne rastúcou frekvenciou. Vzniká tiež signál, ktorý vedci prirovnávajú k cvrlikaniu a tento signál vieme „počuť“ na Zemi. Vedci dokážu zo zaznamenaného cvrlikania odvodiť hmotnosť, ktorá je matematickou kombináciou dvoch individuálnych čiernych dier.
Doteraz sa predpokladalo, že zlučujúce sa čierne diery môžu mať akúkoľvek hmotnosť, no vedci z Inštitútu HITS v novej štúdii dokazujú, že to tak nemusí byť. V práci naznačujú, že niektoré čierne diery majú štandardné hmotnosti, čo vyústi v univerzálne cvrlikanie.
Univerzálny zvuk čiernych dier
Štandardné čierne diery majú hmotnosť od troch do 100-násobku hmotnosti Slnka a vznikajú na konci životného cyklu masívnych hviezd. Tieto objekty neexplodujú ako supernovy, no vplyvom gravitácie sa zrútia do svojho jadra a vytvoria čiernu dieru. Simulácie autorov ukázali, že ak hviezda príde o svoju „obálku“, potom je pre ňu ľahšie explodovať ako supernova. Zároveň tento proces vedie k vytvoreniu univerzálnych hmotností čiernej diery.
„Akékoľvek charakteristiky distribúcie hmotností čiernych dier nám vedia prezradiť veľa informácií o tom, ako tieto objekty vznikali,“ tvrdí jedna z autorov štúdie, Eva Laplace.
Od prvého objavenia zlučujúcich sa čiernych dier si vedci všímali, že existujú čierne diery s oveľa väčšími hmotnosťami ako tie, ktoré môžeme pozorovať v Mliečnej dráhe. Ide o priamy dôsledok toho, že čierne diery za hranicami Mliečnej dráhy vznikali z hviezd, ktoré sa kompozíciou líšili od tých v našej galaxii. Nový výskum však dokazuje, že bez ohľadu na chemickú kompozíciu hviezd, tie ktoré prídu o svoju obálku v blízkych binárnych pároch vytvoria čierne diery s hmotnosťami približne 9 a 16 násobku hmotnosti Slnka.
Neprehliadnite
Ak má pár čiernych dier vznikajúci takýmto spôsobom rovnaké hmotnosti, logicky by mal byť rovnaký aj cvrlikajúci signál. Observatóriá špecializujúce sa na gravitačné vlny objavili prvý stopy univerzálnych hmotností, ktoré predpovedá nový model. Počet pozorovaných zlúčení čiernych dier zatiaľ nie je vysoký, preto je náročné predpovedať či ide iba o štatistickú anomáliu alebo to tak naozaj je.
Astronómovia pokračujú v zaznamenávaní gravitačných vĺn. Nasledujúce pozorovania pomôžu vedcom lepšie pochopiť odkiaľ tieto páry čiernych dier prišli. V rámci novej štúdie však astronómovia odhalili, že pri procese zlučovania čiernych dier sa tieto dva objekty zlučujú v dvoch univerzálnych frekvenčných rozsahoch.
Komentáre