Astronomové objevili gravitační vlny ze splynutí dosud nejhmotnějších černých děr

Astronomové ze skupiny LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) objevili pomocí dvou detektorů observatoře LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) společnosti NSF splynutí dvou černých děr s dosud nejvyšší pozorovanou kombinovanou hmotností. Tato událost, pozorovaná 23. listopadu 2023 a označená jako GW231123, vytvořila konečnou černou díru o hmotnosti více než 225krát větší, než je hmotnost našeho Slunce.

Detektor LIGO se zapsal do povědomí v roce 2015, když poprvé v historii přímo detekoval gravitační vlny. V tomto případě vlny vycházely ze splynutí černých děr, jehož výsledkem byla černá díra o hmotnosti 62krát větší než u našeho Slunce. Signál byl detekován společně dvěma detektory LIGO, z nichž jeden se nachází v Livingstonu v Louisianě a druhý v Hanfordu ve státě Washington.

Od té doby se tým LIGO spojil s partnery na detektoru Virgo v Itálii a na detektoru gravitačních vln Kamioka (KAGRA – Kamioka Gravitational Wave Detector) v Japonsku a vytvořil skupinu LVK. Tyto detektory společně pozorovaly více než 200 splynutí černých děr ve čtvrtém běhu a celkem asi 300 od začátku prvního běhu v roce 2015. Doposud nejmasivnější splynutí černých děr – vzniklé při události, která se odehrála v roce 2021 pod názvem GW190521 – vedlo ke vzniku černé díry o celkové hmotnosti 140krát větší než hmotnost Slunce.

V případě GW231123 vznikla černá díra o hmotnosti 225 Sluncí splynutím černých děr, z nichž každá měla hmotnost přibližně 100 a 140krát větší než Slunce. To je řadí do vzácné kategorie černých děr nazývaných černé díry střední hmotnosti – jsou těžší než ty, které vznikly při kolapsu hvězd, ale mnohem lehčí než supermasivní černé díry, které se skrývají v centrech galaxií. Kromě vysokých hmotností splývající černé díry také rychle rotovaly.

„Jedná se o nejhmotnější dvojici černých děr, které jsme pozorovali prostřednictvím gravitačních vln, a které představují skutečnou výzvu pro naše chápání vzniku černých děr,“ řekl Mark Hannam, astrofyzik z Cardiffské univerzity a člen LVK Collaboration. „Takto masivní černé díry jsou standardními modely hvězdného vývoje zakázány. Jednou z možností je, že obě černé díry v této dvojici vznikly dřívějším splynutím menších černých děr.“

„Toto pozorování opět ukazuje, jak gravitační vlny jedinečným způsobem odhalují základní a exotickou povahu černých děr v celém vesmíru,“ řekl Dave Reitze, výkonný ředitel LIGO na Caltechu.

Vědci představili objev GW231123 na 24. mezinárodní konferenci o obecné relativitě a gravitaci (GR24) a 16. konferenci Edoardo Amaldi o gravitačních vlnách, které se konají společně na setkání GR-Amaldi ve skotském Glasgow.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/most-massive-black-hole-merger-14072.html

autor: František Martinek