Μαύρες τρύπες: Καταγράφηκε η μεγαλύτερη συγχώνευση που έγινε ποτέ

Οι επιστήμονες εντόπισαν κυματισμούς στον χωροχρόνο από τη σφοδρή σύγκρουση ανάμεσα σε δύο τεράστιες μαύρες τρύπες πολύ μακριά από την άκρη του γαλαξία μας (Milky Way).

Όπως αναφέρει ο Guardian, οι δύο μαύρες τρύπες, κάθε μία εκ των οποίων έχει εκατονταπλάσια μάζα από την ήλιο, άρχισαν να περιτριγυρίζουν η μία την άλλη πριν από καιρό και τελικά συγκρούστηκαν για να δημιουργήσουν μια ακόμα μεγαλύτερη μαύρη τρύπα σε απόσταση περίπου 10 δισ. έτη φωτός από τη Γη.

Πρόκειται για τη μεγαλύτερη σύγκρουση μαύρων τρυπών που έχει καταγραφεί ποτέ από ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων και έχει οδηγήσει τους επιστήμονες στο να επανεξετάσουν τα μοντέλα εκτίμησης του πώς δημιουργούνται αυτά τα τεράστια αντικείμενα. Το σήμα καταγράφηκε όταν «χτύπησε» ανιχνευτές στη Γη, οι οποίοι είναι αρκετά ευαίσθητοι ώστε να ανιχνεύουν κραδασμούς στον χωροχρόνο χιλιάδες φορές μικρότερους από το πλάτος ενός πρωτονίου.

«Πρόκειται για τα πιο βίαια γεγονότα που μπορούμε να παρατηρήσουμε στο σύμπαν, αλλά όταν τα σήματα φτάνουν στη Γη, είναι τα πιο αδύναμα φαινόμενα που μπορούμε να μετρήσουμε», αναφέρει ο καθηγητής Mark Hannam, επικεφαλής του Ινστιτούτου Εξερεύνησης της Βαρύτητας στο Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ. «Οταν πλέον φτάνουν στη Γη, αυτά τα κύματα είναι μικροσκοπικά».

Τα στοιχεία για τη σύγκρουση ανάμεσα στις μαύρες τρύπες έφτασαν λίγο πριν από τις 2 μ.μ. (ώρα Βρετανίας) στις 23 Νοεμβρίου του 2023 όταν δύο ανιχνευτές με έδρα την Ουάσιγκτον και τη Λουιζιάνα ενεργοποιήθηκαν ταυτόχρονα. Ο ξαφνικός αυτός κραδασμός στον χωροχρόνο έκανε τους ανιχνευτές να τεντωθούν και να συμπιεστούν για ένα δέκατο του δευτερολέπτου, μια φευγαλέα στιγμή που κατέγραψε τη λεγόμενη φάση «ringdown» καθώς οι συγχωνευμένες μαύρες τρύπες σχημάτιζαν μια νέα που έκανε θόρυβο πριν κατακαθίσει.

Η ανάλυση του σήματος αποκάλυψε ότι οι μαύρες τρύπες που συγκρούστηκαν είχαν 103 και 137 φορές τη μάζα του ήλιου και περιστρέφονταν περίπου 400.000 φορές πιο γρήγορα από τη Γη.

«Αυτές είναι οι μεγαλύτερες μάζες μαύρων τρυπών που έχουμε μετρήσει με σιγουριά με βαρυτικά κύματα», δήλωσε ο Hannam, μέλος της επιστημονικής συνεργασίας Ligo. «Και είναι παράξενες, επειδή βρίσκονται στο εύρος των μαζών όπου – εξαιτίας κάθε λογής περίεργων πραγμάτων που συμβαίνουν -δεν περιμένουμε να σχηματιστούν μαύρες τρύπες».

Οι περισσότερες μαύρες τρύπες σχηματίζονται όταν τεράστια αστέρια ξεμένουν από πυρηνικά καύσιμα και καταρρέουν στο τέλος του κύκλου ζωής τους. Αυτά τα εξαιρετικά πυκνά αντικείμενα παραμορφώνουν τον χωροχρόνο τόσο πολύ που δημιουργούν έναν ορίζοντα γεγονότων, ένα όριο μέσα στο οποίο ούτε το φως δεν μπορεί να διαφύγει.

Οι επιστήμονες στο Ligo υποψιάζονται ότι οι μαύρες τρύπες που συγχωνεύτηκαν ήταν και οι ίδιες προϊόντα προηγούμενων συγχωνεύσεων. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει το πώς κατέληξαν να είναι τόσο ογκώδεις και γιατί περιστρέφονταν τόσο γρήγορα, καθώς οι συγχωνευόμενες μαύρες τρύπες τείνουν να προσδίδουν περιστροφή στο αντικείμενο που δημιουργούν.

Οι επιστήμονες έχουν ανιχνεύσει περίπου 300 συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών από τα βαρυτικά κύματα που παράγουν. Μέχρι τώρα, η πιο ευρέως γνωστή συγχώνευση παρήγαγε μια μαύρη τρύπα με μάζα περίπου 140 φορές εκείνης του ήλιου. Η πιο πρόσφατη συγχώνευση παρήγαγε μια μαύρη τρύπα με μάζα έως και 265 φορές μεγαλύτερη από τον ήλιο. Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτές τις συγχωνεύσεις πρόκειται να παρουσιαστούν σήμερα, Δευτέρα, στο Διεθνές Συνέδριο για τη Γενική Σχετικότητα και τη Βαρύτητα (GR24) και στο 16ο Συνέδριο Edoardo Amaldi για τα Βαρυτικά Κύματα, που πραγματοποιούνται στη Γλασκώβη.

Πριν από την κατασκευή των πρώτων ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων τη δεκαετία του 1990, οι επιστήμονες μπορούσαν να παρατηρήσουν το σύμπαν μόνο μέσω ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας όπως το ορατό φως, οι υπέρυθρες ακτίνες και τα ραδιοκύματα. Τα παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων παρέχουν μια νέα άποψη για το σύμπαν, επιτρέποντας στους ερευνητές να δουν γεγονότα που διαφορετικά θα τους ήταν κρυμμένα.

«Συνήθως, αυτό που συμβαίνει στην επιστήμη είναι ότι, όταν κοιτάς το σύμπαν με διαφορετικό τρόπο, ανακαλύπτεις πράγματα που δεν περίμενες και ολόκληρη η εικόνα που έχεις μεταμορφώνεται», είπε ο Hannam. «Οι ανιχνευτές που έχουμε σχεδιάσει για τα επόμενα 10 έως 15 χρόνια θα είναι σε θέση να δουν όλες τις συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών στο σύμπαν, και ίσως [να έχουμε] κάποιες εκπλήξεις που δεν περιμέναμε».