5 Minute
Fuziune de Găuri Negre de Dimensiuni Record, Observată de Astronomi
Astronomii au detectat o coliziune între două găuri negre de o amploare excepțională, o descoperire ce ar putea schimba profund modul în care înțelegem evoluția și creșterea găurilor negre în întregul univers. Evenimentul, codificat GW 231123 după data la care a fost identificat, 23 noiembrie 2023, reprezintă cea mai masivă fuziune de găuri negre observată vreodată de observatoarele de unde gravitaționale. În urma acestei catastrofe cosmice, gaura neagră rezultată depășește de 225 de ori masa Soarelui nostru, un record absolut pentru astfel de fenomene cosmice.
Provocarea Teoriilor Actuale despre Formarea Găurilor Negre
Anterior evenimentului GW 231123, cea mai mare fuziune de găuri negre observață dăduse naștere unui obiect de 142 de mase solare. Noutatea acestui eveniment vine din faptul că ambele găuri negre implicate depășeau deja limita teoretică a masei pe care o poate dobândi o gaură neagră provenită din colapsul unei singure stele (găuri negre de tip stelar). Conform modelelor standard de evoluție stelară, astfel de obiecte nu ar trebui să existe, deoarece stelele extrem de masive ar trebui să se autodistrugă complet în timpul supernovelor de tip instabilitate de pereche, fără a lăsa o rămășiță sub formă de gaură neagră.
Mark Hannam, astronom și fizician la Universitatea Cardiff, explică: „Aceasta este cea mai masivă pereche de găuri negre observată până acum prin unde gravitaționale. Descoperirea pune sub semnul întrebării modelele actuale de formare a găurilor negre. Găuri negre de asemenea masă nu ar trebui să existe conform teoriilor standard. O posibilitate ar fi ca acestea să se fi format în urma unor fuziuni anterioare ale unor găuri negre mai mici, acumulând masă treptat, pe parcursul mai multor evenimente succesive.”
Rolul Astronomiei Bazate pe Unde Gravitaționale
Era astronomiei undelor gravitaționale a început în 2015, când Observatorul LIGO a detectat pentru prima dată undele subtile provocate de o fuziune îndepărtată de găuri negre. De atunci, LIGO, împreună cu observatoarele Virgo și KAGRA, au catalogat aproximativ 300 de semnale de unde gravitaționale generate de fuziuni ale găurilor negre din diferite regiuni ale universului. Prin analizarea acestor unde, oamenii de știință pot determina caracteristici cheie ale găurilor negre implicate, precum masa și viteza de rotație.
Detectarea găurilor negre mici sau de masă stelară în univers rămâne extrem de dificilă, deoarece ele nu emit lumină care să poată fi captată de telescoape. Însă, semnalele de unde gravitaționale rezultate din coliziunile acestora oferă dovezi directe ale existenței și proprietăților lor. Acest lucru permite astronomilor să verifice și să rafineze teorii despre distribuția găurilor negre și originea lor.
Limite ale Masei Găurilor Negre
Găurile negre cu mase mult mai mari decât cele provenite din stele obișnuite—cunoscute drept găuri negre de masă intermediară—sunt deosebit de interesante pentru cercetători. Modelele teoretice indică faptul că găurile negre cu o masă peste 40–60 de mase solare nu pot apărea din colapsul unei singure stele, din cauza procesului de instabilitate de pereche, care face ca steaua să se dezintegreze complet. Evenimente precum GW 231123, în care ambele găuri negre depășesc acest prag, indică un proces de formare pe mai multe generații, prin fuziuni succesive.
Spinul și Istoria Găurilor Negre
Adăugând la complexitate, cercetătorii notează că ambele găuri negre implicate în GW 231123 aveau o rotație apropiată de limita teoretică maximă, fapt care complică analiza semnalului de unde gravitaționale. Un spin rapid sugerează că gaura neagră este produsul unor fuziuni anterioare. De obicei, când două găuri negre se contopesc, obiectul rezultant moștenește o viteză mare de rotație. Studiind aceste proprietăți, astronomii pot să distingă dacă o gaură neagră s-a format direct din colapsul unei stele sau este rezultatul unor fuziuni multiple în trecut.
Fizicianul Gregorio Carullo, de la Universitatea Birmingham, comentează: „Va dura ani pentru ca oamenii de știință să descifreze complet semnalul complex și implicațiile sale. Deși cea mai plauzibilă explicație rămâne fuziunea unei perechi de găuri negre, scenarii și mai complexe ar putea clarifica originea unor caracteristici neașteptate. Ne așteaptă vremuri incitante!”
Consecințe pentru Originea Găurilor Negre Supermasive
Fuziunea record GW 231123 oferă noi perspective asupra misterului formării găurilor negre supermasive, cu mase de milioane sau miliarde de ori mai mari decât a Soarelui, situate în centrul galaxiilor. Experții dezbat dacă acești „giganți cosmici” s-au format rapid, din colapsuri masive unice, sau printr-o serie de fuziuni succesive ale unor găuri negre mai mici. Această nouă observație sprijină a doua variantă, sugerând că fuziunile repetate ar putea avea un rol esențial în creșterea și evoluția pe termen lung a acestor colosali gravitaționali.
Concluzie
Descoperirea evenimentului GW 231123 reprezintă o realizare importantă în domeniul astronomiei undelor gravitaționale, determinând oamenii de știință să-și revizuiască teoriile actuale privind formarea și creșterea găurilor negre. Masa impresionantă și spinul ridicat ale găurilor negre implicate contrazic modelele existente, sugerând o istorie complexă și dinamică de fuziuni care modelează populația de găuri negre din universul nostru. Analiza continuă a datelor detaliate ale acestui eveniment ar putea dezvălui noi informații despre cele mai întunecate obiecte cosmice și despre procesele care conduc la evoluția galaxiilor de-a lungul timpului cosmic.
Sursa: iop
Comentarii