Mezi desítkou nově identifikovaných gravitačních vln je i kolize nezvyklého páru černých děr

11. 04. 2022

Černé díry Gravitační vlny

V posledních sedmi letech vědci zachytili a identifikovali celkem 90 signálů gravitačních vln. Zásluhu na tom mají dva detektory: Evropský Virgo a americký LIGO. V datech z roku 2019 se nyní vědcům podařilo rozpoznat dalších 10 signálů. Mezi nimi se nachází kolize černých děr nezvyklých velikostí a také například srážka masivní černé díry s menší, která měla opačnou rotaci.

Gravitační vlny

Image credit: R. Hurt/Caltech-JPL

Gravitační vlny jsou nerovnosti v časoprostoru způsobené interakcí extrémně hmotných těles jako jsou neutronové hvězdy nebo černé díry. Při srážce těchto objektů dochází k deformaci časoprostoru, která se šíří vesmírem a je detekovatelná extrémně citlivými přístroji na Zemi. Díky tomuto efektu mohou vědci zkoumat vzdálené černé díry i bez detekce elektromagnetické radiace (světlo, rádiové vlny, rentgen,...).

  
První detekce gravitačních vln: 14. září 2015 (publikováno v únoru 2016)
  
Počet detekcí: 90 potvrzených do listopadu 2021 (a k tomu desítky dalších detekcí s menší mírou jistoty)
  
Detektory: LIGO, VIRGO, KAGRA

Srážku černých děr s rozdílnou rotací doposud vědci nepozorovali. Podle Setha Olsena, který nový výzkum vedl, se jedná o zajímavý exemplář podskupiny binárních černých děr.

Desítka nových signálů se ukrývala v datech, která už byla několikrát probádána. Jedná se nicméně o slabší nebo nezvyklé signály, které byly při dosavadních analýzách ignorovány, nebo označeny za nejisté. Olsenovi a kolegům se nicméně podařilo z dat vydolovat nové detekce pomocí tzv. IAS pipeliny, která umožňuje detekci i méně častých signálů.

Vznik gravitačních vln

Gravitační vlny, vybrané detekce

Některé z detekovaných událostí gravitačních vln prostřednictvím observatoří LIGO a Virgo.

  

    
Událost
    
Datum
    
Výsledný objekt
    
Hmotnost
(hmotnost Slunce)
    
Poznámka
  
  

    
GW150914
    
2015-09-14
    
Černá díra
    
62
    
První detekce gravitačních vln
  
  

    
GW170608
    
2017-06-08
    
Černá díra
    
18
    
Kolize nejmenších černých děr (10,9 a 7,6 hmotností Slunce)
  
  

    
GW170729
    
2017-07-29
    
Černá díra
    
80
    
Do roku 2017 největší výsledná černá díra z kolize detekované prostřednictvím gravitačních vln
  
  

    
GW170814
    
2017-08-14
    
Černá díra
    
53
    
První změřená polarizace
  
  

    
GW170817
    
2017-08-17
    
Neutronová hvězda
    
2,74
    
První pozorovaná kolize neutronových hvězd
  
  

    
GW190425
    
2019-04-24
    
neznámo
    
?
    
Druhá pozorovaná kolize neutronových hvězd, není zřejmé, co bylo jejím výsledkem
  
  

    
GW190521
    
2019-05-21
    
Černá díra
    
142
    
Nejtěžší známá černá díra detekovaná prostřednictvím gravitačních vln, zároveň nejtěžší původní objekty
  
  

    
GW190814
    
2019-08-14
    
Černá díra
    
>5
    
Nezvyklá kolize, ve které měl jeden z objektů 2,5násobek hmotnosti Slunce. To je příliš na neutronovou hvězdu a málo na černou díru.
  
  

    
GW200105
S200105ae
    
2020-01-05
    
Černá díra
    
>10,4
    
První potvrzená detekce kolize černé díry s neutronovou hvězdou
  
  

    
GW200115
    
2020-01-15
    
Černá díra
    
>7,8
    
Druhá potvrzená detekce kolize černé díry s neutronovou hvězdou