Amikor két fekete lyuk spirálisan kering egymás körül, és végül összeütközik, gravitációs hullámokat bocsátanak ki – hullámokat a térben és az időben, amelyeket a Földön rendkívül érzékeny műszerekkel lehet észlelni. Mivel a fekete lyukak és a fekete lyukak összeolvadása teljesen sötét, ezek az események láthatatlanok a csillagászok által használt távcsövek és más fényérzékelő műszerek számára. Az elméletalkotók azonban előálltak olyan elképzelésekkel, hogy egy fekete lyuk egyesülése fényjelet hozhat létre azáltal, hogy a közeli anyagot sugárzásra készteti.
Most a San Diego melletti Palomar Obszervatóriumban található Caltech Zwicky Tranziens Létesítményt (ZTF) használó tudósok talán éppen egy ilyen forgatókönyvet észleltek. Ha ez megerősítést nyer, ez lenne az első ismert fénykitörés egy összeütköző fekete lyukpárból.
Az összeolvadást 2019. május 21-én azonosította két gravitációs hullámdetektor – a Nemzeti Tudományos Alapítvány LIGO (Laser Interferometer Gravitational wave Observatory) és az európai Virgo detektor – a GW190521g nevű eseményben. Ez az észlelés lehetővé tette a ZTF tudósai számára, hogy fényjeleket keressenek a gravitációs hullámjel keletkezési helyéről. Ezek a gravitációs hullámdetektorok észlelték a neutroncsillagoknak nevezett sűrű kozmikus objektumok közötti összeolvadásokat is, és a csillagászok azonosították az ilyen ütközésekből származó fénykibocsátásokat.
A ZTF eredményeit a Physical Review Letters című folyóiratban megjelent új tanulmányban ismertetik. A szerzők feltételezik, hogy a két partner fekete lyuk, amelyek mindegyike több tucatszor nagyobb tömegű, mint a Nap, egy harmadik, szupermasszív fekete lyuk körül kering, amely a Nap tömegének több milliószorosa, és amelyet egy gázból és más anyagból álló korong vesz körül. Amikor a két kisebb fekete lyuk összeolvadt, egy új, nagyobb fekete lyukat alkottak, amely egy rúgást kapott volna, és véletlenszerű irányba lőtt volna el. Az új tanulmány szerint ez átszánthatta a gázkorongot, ami miatt az felgyulladt.
“Ez az észlelés rendkívül izgalmas” – mondta Daniel Stern, az új tanulmány társszerzője, a NASA dél-kaliforniai Jet Propulsion Laboratoryjának asztrofizikusa, amely a Caltech egyik részlege. “Sok mindent megtudhatunk erről a két összeolvadó fekete lyukról és a környezetről, amelyben voltak, ennek a jelnek az alapján, amelyet mintegy véletlenül hoztak létre. Tehát a ZTF észlelése, azzal együtt, amit a gravitációs hullámokból megtudhatunk, új utat nyit mind a fekete lyukak összeolvadásának, mind a szupermasszív fekete lyukak körüli korongok tanulmányozására.”
A szerzők megjegyzik, hogy bár arra következtetnek, hogy a ZTF által észlelt kitörés valószínűleg egy fekete lyuk összeolvadásának eredménye, más lehetőségeket nem tudnak teljesen kizárni.
A Caltech sajtóközleményét olvashatják.
A további információkért olvassák el a Caltech közleményét.