ZNANSTVENICI su zabilježili neobičan signal u pozadinskom šumu koji je nastao spajanjem dviju crnih rupa. Taj signal mogao bi biti prvo otkriće sustava u kojem se nalaze čak tri crne rupe zvjezdane mase, zarobljene u složenom gravitacijskom "plesu", piše Science Alert.

Prema novoj analizi podataka prikupljenih u sklopu suradnje LIGO-Virgo-KAGRA, sudar dviju crnih rupa iz 2019. godine, poznat kao GW190814, pokazao je znakove neuobičajenog ubrzanja. To snažno upućuje na prisutnost treće, masivnije crne rupe u blizini.

"Ovo je prvo međunarodno otkriće jasnih dokaza o trećoj crnoj rupi u događaju spajanja dviju crnih rupa", rekao je Wen-Biao Han s Kineske akademije znanosti. "Pokazuje da se crne rupe u GW190814 možda nisu formirale same, već kao dio složenijeg sustava, što nam daje važne uvide u njihov nastanak."

Stotine sudara u svemiru

Od prvog otkrića gravitacijskih valova 2015. godine, znanstvenici su zabilježili oko 300 spajanja crnih rupa. U tim događajima dvije crne rupe kruže jedna oko druge, sudare se i spoje u jednu, pri čemu nastaju valovi koji se šire kroz prostor-vrijeme.

Analizom tih signala astronomi mogu otkriti mase crnih rupa. Neka spajanja pokazuju da su u pitanju tzv. hijerarhijska spajanja – kada se crne rupe postupno stapaju u sve veće.

Crne rupe zvjezdane mase imaju gornju granicu mase pri nastanku. Ako zvijezda prijeđe tu granicu, eksplodira kao supernova i od nje ne ostaje ništa. Zato, kada se pronađe crna rupa većih dimenzija, znanstvenici zaključuju da je nastala spajanjem manjih, piše Science Alert.

Neobični detalji GW190814

Kod događaja GW190814 nije pronađena crna rupa iznad te granice. Štoviše, jedna od njih bila je najmanja ikad otkrivena - oko 2,6 puta masivnija od Sunca, na granici između neutronske zvijezde i crne rupe. Druga je bila znatno veća, s oko 23 Sunčeve mase. Takav nesrazmjer veličina ne uklapa se u uobičajene modele razvoja zvijezda, koji predviđaju da su binarni sustavi obično sličnih masa.

Tim znanstvenika predvođen Shu-Cheng Yangom s Kineske akademije znanosti smatra da upravo taj neobičan omjer masa pokazuje kako je par bio pod utjecajem trećeg, znatno većeg objekta.

Zato su detaljno proučili podatke. Par crnih rupa koji kruži oko treće trebao bi pokazivati dodatno ubrzanje. Istraživači su izračunali kako bi to izgledalo i usporedili s podacima događaja GW190814. Prema njihovom modelu, podaci pokazuju ubrzanje od 0,0015 puta brzine svjetlosti, uz razinu pouzdanosti od oko 90 posto. To snažno upućuje na prisutnost treće, nevidljive crne rupe.

Što znači ovo otkriće?

Ovi rezultati pokazuju da spajanja crnih rupa mogu nastajati u mnogo složenijim uvjetima nego što se dosad mislilo. Moguće je da u postojećim podacima već postoje slični tragovi, koji tek čekaju da budu otkriveni naprednijim analizama. 

Znanstvenici očekuju da će sljedeći promatrački ciklus opservatorija LIGO-Virgo-KAGRA donijeti još više podataka o spajanjima crnih rupa i okruženjima u kojima nastaju. Rezultati ovog istraživanja objavljeni su u časopisu The Astrophysical Journal Letters.