Ciocnirea găurilor negre este posibil să fi creat o lumină surprinzătoare

În ciuda reputației lor întunecate, este posibil ca două găuri negre să fi declanșat un spectacol de lumini cosmice.

Răspunsurile gravitaționale subtile de la o coliziune a două găuri negre ar putea fi însoțite de o rază de lumină aproximativ o lună mai târziu, anunță fizicienii pe 25 iunie. Scrisori de revizuire fizică. Este o concluzie surprinzătoare, având în vedere tendința găurilor negre de a înghiți lumina și materia. „Așteptarea normală a fost că pur și simplu se îmbină și tot ce ați detecta sunt undele gravitaționale”, spune astrofizicianul Matthew Graham de la Caltech.

Dar oamenii de știință, nu cei care să se bazeze pe presupuneri, au vrut să verifice dacă această așteptare este corectă. Pentru a căuta o erupție, Graham și colegii au analizat datele de la Zwicky Transient Facility de la Observatorul Palomar din California, care imagini în mod repetat cerul, căutând schimbări de scurtă durată numite tranzitorii. Ei au descoperit că, la aproximativ 34 de zile după ce undele gravitaționale au fost detectate în mai 2019, în vecinătatea cerului a apărut o fulgerare de lumină pe care undele gravitaționale au identificat-o. Această izbucnire a fost asociată cu un quasar cunoscut, un obiect ceresc strălucitor format dintr-un disc de gaz care înconjoară o gaură neagră supermasivă (SN: 3/29/16). Gaura neagră uriașă în cauză are o masă de 100 de milioane de ori mai mare decât cea a soarelui.

Cercetătorii sugerează că erupția ar fi putut fi produsă dacă două găuri negre mai mici s-ar fi întâlnit în vecinătatea acelei găuri negre supermasive, coalescându-se în discul de gaz învolburat. Acea unificare ar fi putut arunca gaura neagră fuzionată rezultată prin disc, creând o undă de șoc care a încălzit gazul, producând o explozie temporară de lumină.

Dacă teoria este corectă, cercetătorii calculează că cele două găuri negre mai mici aveau o masă totală de aproximativ 100 de ori mai mare decât cea a soarelui. După fuziune, gaura neagră unică rezultată ar fi trecut prin gaz cu o viteză de aproximativ 700.000 de kilometri pe oră înainte de a părăsi discul. În viitor, acea gaură neagră ar trebui să se întoarcă înapoi datorită atracției gravitaționale a discului, provocând o nouă erupție la sfârșitul anului 2020 sau începutul lui 2021. Observarea acelei erupții prezise ar ajuta la confirmarea explicației.

Legătura dintre erupție și undele gravitaționale nu este sigură, spune astrofizicianul Daniel Holz de la Universitatea din Chicago, membru al Observatorului Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, sau LIGO, unul dintre cele două observatoare care au detectat undele gravitaționale (SN: 23/06/2020).

„Problema este că cerul este incredibil de dinamic și plin de viață. Sunt stele care explodează și găuri negre care eructează și stele sunt sfâșiate”, spune Holz. Așa că erupția poate fi doar o coincidență ciudată. Dar, spune el, dacă este real, „ar oferi o fereastră cu totul nouă asupra modului în care găurile negre se fac, trăiesc și mor”.

LIGO, cu sediul în Statele Unite, și detectorul Advanced Virgo din Italia, au observat multe perechi de găuri negre care fuzionează, dar oamenii de știință nu știu cum se găsesc găurile negre (SN: 5/2/19). Lucrările anterioare s-au concentrat pe găurile negre care se întâlnesc într-un grup de stele, de exemplu (SN: 19/06/16). Posibilitatea ca acestea să se împerecheze într-un disc de acreție este o ipoteză mai nouă. „A început ca o idee marginală”, spune astrofizicianul Jillian Bellovary de la Queensborough Community College din New York, care nu a fost implicat în cercetare. Dar, „cu siguranță a câștigat acțiune în comunitate”.

Dacă este corect, rezultatul ar putea însemna că viitoarele detectări ale undelor gravitaționale ar putea ajuta la dezlegarea fizicii dezordonate și prost înțelese care se desfășoară în astfel de discuri, spune astrofizicianul Richard O’Shaughnessy de la Rochester Institute of Technology din New York. Aceasta, la rândul său, ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă modul în care galaxiile cu quasari evoluează pe măsură ce energia agitată de o gaură neagră supermasivă revine în galaxie. „Este o interpretare îndrăzneață care deschide o nouă legătură între undele gravitaționale și cerul nopții.”