Gravitační vlny GW190521 zřejmě vznikly při náhodném střetu černých děr ve vesmíru

12. 12. 2022

Černé díry Gravitační vlny

Gravitační vlny GW190521 zachycené v květnu 2019 se od ostatních liší - jejich signál byl kratší než v ostatních případech a objektům, které se srazily, podle všeho chyběla rotace. Nové simulace nyní naznačují, že se nejednalo o srážku černých děr v binárním systému, ale o srážku objektů, které se náhodně potkaly ve vesmíru.

Kolize černých děr, simulace

Simulace, kterou vyvinuli vědci z NASA za pomoci superpočítače. Na snímku je kolize zachycena v momentě, kdy dochází k zesílení souhrnného magnetického pole obou objektů a jeho následnému sloučení.

Image credit:

Drtivá většina pozorovaných gravitačních vln vznikla ve srážce černých děr, které zbyly po hvězdách v binárních systémech. V nich kolem sebe vzájemně obíhá dvojice hvězd, ze kterých časem vzniknou černé díry. Ty se potom k sobě postupně přibližují a zkracují dobu oběhu, dokud nesplynou v jeden objekt. V této energetické události vznikají gravitační vlny, které jsou detekovatelné dnešními přístroji.

Původní černé díry kromě vzájemného oběhu také rotují kolem svojí osy. To zřejmě ale nebyl případ události GW190521, kterou nejlépe vysvětlují simulace, ve kterých došlo ke kolizi černých děr bez rotace. 

Podle studie publikované v magazínu Nature Astronomy se tak zřejmě nejednalo o tělesa z binárního systému ale o dvě černé díry, které se potkaly ve volném vesmíru. Při určitém přiblížení převládla gravitace obou těles, což vedlo k několika vzájemným průletům a následné kolizi, ve které vznikly pozorované gravitační vlny. Podle simulací měly původní černé díry 56-143 a 20-84 hmotností Slunce.

Šance, že se ve vesmíru náhodně potkají dvě černé díry, je samozřejmě velmi malá. Vědci proto ve své studii argumentují tím, že mohlo jít o objekty, které byly součástí větší skupiny. V takové kupě černých děr by potom srážky mohly být pravděpodobnější.

Gravitační vlny