Când două găuri negre se rotesc în spirală una în jurul celeilalte și în cele din urmă se ciocnesc, ele trimit unde gravitaționale – unde în spațiu și timp care pot fi detectate cu ajutorul unor instrumente extrem de sensibile de pe Pământ. Deoarece găurile negre și fuziunile de găuri negre sunt complet întunecate, aceste evenimente sunt invizibile pentru telescoape și alte instrumente de detectare a luminii folosite de astronomi. Cu toate acestea, teoreticienii au venit cu idei despre modul în care o fuziune a găurilor negre ar putea produce un semnal luminos, determinând materialul din apropiere să radieze.
Acum, oamenii de știință care folosesc Zwicky Transient Facility (ZTF) de la Caltech, situat la Observatorul Palomar de lângă San Diego, ar putea să fi detectat ceea ce ar putea fi un astfel de scenariu. Dacă se confirmă, ar fi prima erupție luminoasă cunoscută de la o pereche de găuri negre care se ciocnesc.
Fuziunea a fost identificată la 21 mai 2019 de către doi detectori de unde gravitaționale – Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) al National Science Foundation și detectorul european Virgo – într-un eveniment numit GW190521g. Această detecție le-a permis cercetătorilor de la ZTF să caute semnale luminoase din locația în care a provenit semnalul de unde gravitaționale. Acești detectori de unde gravitaționale au reperat, de asemenea, fuziuni între obiecte cosmice dense numite stele neutronice, iar astronomii au identificat emisii luminoase din aceste coliziuni.
Rezultatele ZTF sunt descrise într-un nou studiu publicat în revista Physical Review Letters. Autorii au emis ipoteza că cele două găuri negre partenere, fiecare de câteva zeci de ori mai masivă decât Soarele, orbitau în jurul unei a treia găuri negre supermasive, care are o masă de milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui și este înconjurată de un disc de gaz și alte materiale. Când cele două găuri negre mai mici au fuzionat, au format o nouă gaură neagră, mai mare, care ar fi suferit o lovitură și ar fi pornit într-o direcție aleatorie. Potrivit noului studiu, este posibil ca aceasta să fi străbătut discul de gaz, provocând iluminarea acestuia.
„Această detecție este extrem de interesantă”, a declarat Daniel Stern, coautor al noului studiu și astrofizician la Jet Propulsion Laboratory al NASA din California de Sud, care este o divizie a Caltech. „Sunt multe lucruri pe care le putem învăța despre aceste două găuri negre care au fuzionat și despre mediul în care se aflau pe baza acestui semnal pe care l-au creat oarecum din neatenție. Așadar, detectarea de către ZTF, împreună cu ceea ce putem afla din undele gravitaționale, deschide o nouă cale pentru a studia atât fuziunile de găuri negre, cât și aceste discuri din jurul găurilor negre supermasive.”
Autorii notează că, deși concluzionează că erupția detectată de ZTF este probabil rezultatul unei fuziuni de găuri negre, ei nu pot exclude complet alte posibilități.
Pentru a afla mai multe, citiți comunicatul de presă de la Caltech.