Když dvě černé díry spirálovitě krouží kolem sebe a nakonec se srazí, vysílají gravitační vlny – vlnění v prostoru a čase, které lze detekovat pomocí mimořádně citlivých přístrojů na Zemi. Vzhledem k tomu, že černé díry a jejich splynutí jsou zcela temné, jsou tyto události neviditelné pro teleskopy a další přístroje detekující světlo, které astronomové používají. Teoretici však přišli s nápady, jak by splynutí černých děr mohlo vyvolat světelný signál tím, že by způsobilo vyzařování blízkého materiálu.
Nyní vědci využívající zařízení Zwicky Transient Facility (ZTF) na Caltechu, které se nachází na observatoři Palomar nedaleko San Diega, možná zaznamenali něco, co by mohlo být právě takovým scénářem. Pokud by se to potvrdilo, jednalo by se o první známý světelný záblesk z dvojice srážejících se černých děr.
Sloučení bylo identifikováno 21. května 2019 dvěma detektory gravitačních vln – Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) Národní vědecké nadace a evropským detektorem Virgo – v události nazvané GW190521g. Tato detekce umožnila vědcům ze ZTF hledat světelné signály z místa, kde signál gravitačních vln vznikl. Tyto detektory gravitačních vln také zaznamenaly splynutí hustých kosmických objektů zvaných neutronové hvězdy a astronomové identifikovali světelné emise z těchto srážek.
Výsledky ZTF jsou popsány v nové studii publikované v časopise Physical Review Letters. Autoři předpokládají, že dvě partnerské černé díry, z nichž každá je několik desítekkrát hmotnější než Slunce, obíhaly kolem třetí, supermasivní černé díry, která má milionkrát větší hmotnost než Slunce a je obklopena diskem plynu a dalšího materiálu. Když se obě menší černé díry spojily, vytvořily novou, větší černou díru, která by zažila kopanec a vystřelila náhodným směrem. Podle nové studie mohla prorazit disk s plynem a způsobit jeho rozsvícení.
„Tato detekce je nesmírně vzrušující,“ řekl Daniel Stern, spoluautor nové studie a astrofyzik z Laboratoře proudového pohonu NASA v jižní Kalifornii, která je součástí Caltechu. „Na základě tohoto signálu, který tak trochu nechtěně vytvořily, se můžeme dozvědět mnoho informací o těchto dvou splývajících černých dírách a o prostředí, ve kterém se nacházely. Takže detekce pomocí ZTF spolu s tím, co se můžeme dozvědět z gravitačních vln, otevírá novou cestu ke studiu jak splynutí černých děr, tak těchto disků kolem supermasivních černých děr.“
Autoři poznamenávají, že i když dospěli k závěru, že vzplanutí detekované pomocí ZTF je pravděpodobně důsledkem splynutí černých děr, nemohou zcela vyloučit jiné možnosti.
Chcete-li se dozvědět více, přečtěte si tiskovou zprávu Caltechu.