400 000-szer gyorsabban forogtak a Földnél, megtörtént a valaha volt legnagyobb feketelyuk-összeolvadás

Nagyságrendekkel gyorsabban forogtak a Földnél, és akár több mint százszor nagyobb tömegűek voltak a Napnál azok a fekete lyukak, melyek egyesülését nemrégiben sikerült megfigyelni. Az esemény nem csak a kiemelkedő tömeg miatt érdekes, hanem mert keletkezésének megfejtése közelebb viheti a kutatókat a fekete lyukak születésének jobb megértéséhez.

  • HVG HVG
400 000-szer gyorsabban forogtak a Földnél, megtörtént a valaha volt legnagyobb feketelyuk-összeolvadás

Rendkívüli felfedezésről számoltak be a kutatók: észlelni tudták két fekete lyuk összeolvadását, melyek aztán egy még nagyobb fekete lyukká olvadtak. A fekete lyukak már rég elkezdtek egymás körül keringeni, és végül egymásnak ütköztek. Az eredmény egy még óriásibb fekete lyuk, nagyjából 10 milliárd fényévnyire a Földünktől.

A GW231123 néven rögzített esemény a gravitációs hullámdetektorok által valaha észlelt legnagyobb feketelyuk-egyesülés – ráadásul arra is sarkallta a tudósokat az esemény, hogy gondolják újra az ilyen objektumok kialakulásáról szóló modelljeiket. A megfigyelést 2023. november 23-án tették a LIGO (lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatórium) Washingtonban és Louisianában lévő detektoraival.

Maximumon pörgő fekete lyukakkal lehetett tele a világegyetem az ősrobbanás után

Régóta próbálják már megfejteni a kutatók, mik lehetnek azok a vörösen világító foltok, amelyek az univerzum hajnalából ragyognak a Föld felé. Egy új tanulmány közelebb vihet a megoldáshoz.

A jelet akkor rögzítették, amikor az a Földön kellően érzékeny detektorokba ütközött – tehát amelyek képesek a téridőben a protonok szélességénél ezerszer kisebb rázkódásokat is észlelni. „Ezek a leghevesebb események, melyeket meg tudunk figyelni az univerzumban. Ám mire a jelei elérik a Földet, már ezek a leggyengébb mérhető jelenségek” – mondta a The Guardian brit napilapnak Mark Hannam professzor, a Cardiff Egyetem gravitációkutató intézetének vezetője, hozzátéve, hogy mire a bolygónkat elérik ezek a hullámok, már „parányiak”.

A jelek elemzése alapján a fekete lyukak tömege 103 és 137-szerese volt a Napunkénak, és nagyjából 400 000-szer gyorsabban forogtak, mint a Föld. Mark Hannam szavai szerint az is különlegessé teszi a felfedezést, hogy pont abban a tömegtartományban vannak, ahol már nem számítanak fekete lyukak kialakulására.

Olyan fényben ragyogott fel a Tejútrendszer közepén lévő fekete lyuk, amilyet még nem láttak a tudósok

Amerikai csillagászok a James Webb űrteleszkóp segítségével figyelték meg a Tejútrendszer közepén található szupermasszív fekete lyukat, aminek köszönhetően az is érthetőbbé válik, milyen fizikai törvényszerűségek működnek az objektumnál.

A fekete lyukak többsége akkor keletkezik, amikor egy nagyobb csillag kifogy a nukleáris üzemanyagából, és összeomlik. Ez jelenti az életciklusuk végét. Ezek az igencsak sűrű objektumok annyira megváltoztatják a téridőt, hogy egy eseményhorizontot hoznak létre – egy olyan határt, ahonnét a fény sem tud már kiszökni.

További érdekesség, hogy a LIGO fizikusai szerint a most összeolvadt fekete lyukak is más összeolvadásokból jöttek létre korábban. Ez magyarázattal szolgálhatna a hatalmas tömegükre, és arra is, hogy miért pörögtek ilyen szédítően gyorsan.

Az Eötvös Loránd Tudományegyetem Fizikai és Csillagászati Intézetének kutatói, Frei Zsolt vezetésével, még 2007-ben kapcsolódtak be az együttműködésbe, és azóta aktív résztvevői a kollaboráció munkájának. „Érdekessége ennek az események, hogy mivel itt nagyon nagy tömegű feketelyuk-párosról van szó, ezt nagyon messziről is képes volt érzékelni a LIGO obszervatórium. Kihívást jelent azonban, hogy megfejtsük, hogyan tudott kisebb fekete lyukak összeolvadásából, ennyi idő alatt, ilyen közepes tömegű fekete lyuk keletkezni, ami ráadásul ennyire nagy sebességgel pörög is” – idézi az intézmény közleménye Frei Zsoltot.

A GW231123 eseményben részt vevő fekete lyukak nagy tömege és rendkívül gyors forgása, amely közel van az Einstein általános relativitáselmélete szerint elképzelhető maximális forgási sebességhez, kihívások elé állítja mind a gravitációs hullámok detektálásának technológiáját, mind az elméleti modelleket. A kutatók ezért folytatják az elemzést és a modellek finomítását, hogy ilyen szélsőséges eseményeket is értelmezni tudjanak, de ez akár évekbe is telhet.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.

(Cikkünk nyitóképe illusztráció.)