Oamenii de știință au descoperit cea mai mare fuziune din istorie a două găuri negre masive. Cum a fost posibil fenomenul

Oamenii de știință au detectat mișcări în spațiu-timp, ca urmare a coliziunii violente a două găuri negre masive. Spiralele celor două formațuni cosmice s-au intercalat la distanță considerabilă de marginea îndepărtată a Căii Lactee, scriu jurnaliștii The Guardian.

Găurile negre, fiecare având o masă de peste 100 de ori mai mare decât cea a Soarelui, au început să se învârtă una în jurul celeilalte cu mult timp în urmă și, în final, s-au ciocnit pentru a forma o gaură neagră uriașă, la aproximativ 10 miliarde de ani lumină de Pământ.

Evenimentul reprezintă cea mai masivă fuziune de găuri negre înregistrată vreodată de detectoarele de unde gravitaționale, forțând fizicienii să își regândească modelele privind modul în care se formează aceste obiecte enorme. Semnalul a fost înregistrat atunci când a lovit detectoare de pe Pământ suficient de sensibile pentru a depista unde în spațiu-timp de mii de ori mai mici decât lățimea unui proton.

„Acestea sunt cele mai violente evenimente pe care le putem observa în univers, dar atunci când semnalele ajung pe Pământ, sunt cele mai slabe fenomene pe care le putem măsura”, a declarat profesorul Mark Hannam, șeful Gravity Exploration Institute de la Universitatea Cardiff. „În momentul în care aceste ondulații ajung pe Pământ, ele sunt minuscule”.

Dovada coliziunii găurilor negre a sosit cu puțin timp înainte de ora 14:00, ora Regatului Unit, pe 23 noiembrie 2023, când două detectoare americane din Washington și Louisiana, operate de Observatorul de unde gravitaționale cu interferometru laser (Ligo), au vibrat în același timp.

Spasmul brusc în spațiu-timp a făcut ca detectoarele să se întindă și să se strângă timp de o zecime de secundă, un moment efemer care a surprins așa-numita fază de „ringdown”, când găurile negre fuzionate au format una nouă care a „sunat” înainte de a se liniști.

Analiza semnalului a arătat că găurile negre care s-au ciocnit aveau o masă de 103 și, respectiv, de 137 de ori mai mare decât cea a Soarelui, învârtindu-se de aproximativ 400.000 de ori mai repede decât Pământul, aproape de limita teoretică pentru aceste obiecte.

„Acestea sunt cele mai mari mase ale găurilor negre pe care le-am măsurat cu ajutorul undelor gravitaționale”, a declarat Hannam, un membru al colaborării științifice Ligo.

Cum se formează găurile negre masive

Majoritatea găurilor negre se formează atunci când stelele masive rămân fără combustibil nuclear și se prăbușesc la sfârșitul ciclului lor de viață. Obiectele incredibil de dense deformează spațiul-timp atât de mult încât creează un orizont al evenimentelor, o graniță în interiorul căreia nici măcar lumina nu poate scăpa.

Fizicienii de la Ligo suspectează că găurile negre care au fuzionat au fost ele însele produse ale unor fuziuni anterioare. Acest lucru ar explica cum au ajuns să fie atât de masive și de ce se învârteau atât de repede, deoarece fuzionarea găurilor negre tinde să transmită rotație obiectului pe care îl creează. „Am mai văzut indicii în acest sens, dar acesta este cel mai extrem exemplu în care, probabil, se întâmplă acest lucru”, a declarat Hannam.

Oamenii de știință au detectat aproximativ 300 de fuziuni de găuri negre din undele gravitaționale generate de acestea.

Până acum, cea mai masivă fuziune cunoscută a produs o gaură neagră de aproximativ 140 de ori mai mare decât masa Soarelui. 

Înainte de construirea primelor detectoare de unde gravitaționale, în anii 1990, oamenii de știință puteau observa Universul doar prin intermediul radiațiilor electromagnetice, cum ar fi lumina vizibilă, infraroșu și undele radio. Observatoarele de unde gravitaționale oferă o nouă viziune asupra Cosmosului, permițând cercetătorilor să vadă evenimente care, altfel, le erau ascunse.

„De obicei, ceea ce se întâmplă în știință este că, atunci când te uiți la Univers într-un mod diferit, descoperi lucruri la care nu te așteptai și întreaga ta imagine se transformă”, a declarat Hannam. „Detectoarele pe care le avem planificate pentru următorii 10-15 ani vor fi capabile să vadă toate fuziunile găurilor negre din Univers și poate și unele surprize la care nu ne așteptam.”

Editor : C.A.