Når to sorte huller spiralerer rundt om hinanden og til sidst kolliderer, sender de gravitationsbølger ud – krusninger i tid og rum, som kan opfanges med ekstremt følsomme instrumenter på Jorden. Da sorte huller og sammensmeltninger af sorte huller er helt mørke, er disse hændelser usynlige for teleskoper og andre lysdetekterende instrumenter, som astronomer bruger. Teoretikere har dog fundet på ideer om, hvordan en fusion af sorte huller kan frembringe et lyssignal ved at få materiale i nærheden til at stråle.
Nu har forskere, der bruger Caltech’s Zwicky Transient Facility (ZTF) på Palomar Observatory nær San Diego, måske opdaget, hvad der kunne være netop et sådant scenarie. Hvis det bekræftes, vil det være det første kendte lysudbrud fra et par kolliderende sorte huller.
Sammenlægningen blev identificeret den 21. maj 2019 af to gravitationsbølgedetektorer – National Science Foundation’s Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) og den europæiske Virgo-detektor – i en begivenhed kaldet GW190521g. Denne detektion gjorde det muligt for ZTF-forskerne at lede efter lyssignaler fra det sted, hvor gravitationsbølgesignalet opstod. Disse gravitationsbølgedetektorer har også opdaget fusioner mellem tætte kosmiske objekter kaldet neutronstjerner, og astronomer har identificeret lysemissioner fra disse kollisioner.
ZTF-resultaterne er beskrevet i en ny undersøgelse, der er offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Letters. Forfatterne opstiller den hypotese, at de to sorte huller, der hver især er flere dusin gange mere massive end Solen, kredsede om et tredje, supermassivt sort hul, der er millioner af gange så massivt som Solen og er omgivet af en skive af gas og andet materiale. Da de to mindre sorte huller smeltede sammen, dannede de et nyt, større sort hul, som ville have oplevet et spark og skudt af sted i en tilfældig retning. Ifølge den nye undersøgelse kan det have pløjet sig gennem gasskiven, hvilket fik den til at lyse op.
“Denne opdagelse er ekstremt spændende,” siger Daniel Stern, medforfatter til den nye undersøgelse og astrofysiker ved NASA’s Jet Propulsion Laboratory i Sydcalifornien, som er en afdeling af Caltech. “Der er meget vi kan lære om disse to fusionerende sorte huller og det miljø, de befandt sig i, baseret på dette signal, som de på en måde utilsigtet skabte. Så ZTF’s detektion kombineret med det, vi kan lære af gravitationsbølgerne, åbner en ny vej til at studere både fusioner af sorte huller og disse skiver omkring supermassive sorte huller.”
Forfatterne bemærker, at selv om de konkluderer, at det udbrud, der er opdaget af ZTF, sandsynligvis er resultatet af en fusion af sorte huller, kan de ikke helt udelukke andre muligheder.
For at få mere at vide, kan du læse pressemeddelelsen fra Caltech.