Forskere har registrert etterdønninger fra den mest massive sammensmeltningen av sorte hull som er oppdaget med gravitasjonsbølger så langt.
To sorte hull på rundt 100 og 140 solmasser sirklet nærmere og nærmere hverandre og kolliderte. Resultatet ble en ny mørk kjempe som er rundt 225 ganger så massiv som sola.
Dette er det største sorte hullet skapt i en slik kollisjon som er oppdaget ved hjelp av gravitasjonsbølger – små krusninger i romtiden som strekker og komprimerer rommet i umerkelig grad.
Den nye hendelsen, som betegnes som GW231123, ble registret 23. november 2023 og ble oppdaget av LIGO-Virgo-KAGRA-samarbeidet.
Dette er spesielle forskningsanlegg som er bygget for å oppdage gravitasjonsbølger i USA, Italia og Japan. Her samarbeider flere hundre forskere fra mange land om å finne og tolke signaler fra gravitasjonsbølger i universet.
Forskerne har oppdaget 300 signaler fra sorte hull som kolliderer siden oppstarten i 2015, da gravitasjonsbølger ble direkte påvist for første gang.
Den nye hendelsen, GW231123, er spesiell på flere måter, ifølge forskerne.
– De sorte hullene ser ut til å spinne svært raskt – nær grensen som Einsteins generelle relativitetsteori tillater, sier Charlie Hoy ved University of Portsmouth i en pressemelding.
– Det gjør signalet vanskelig å modellere og tolke. Dette er en glimrende case for å drive utviklingen av våre teoretiske verktøy videre.
Bilde fra Virgo-anlegget i Italia.(Foto: Enrico Sacchetti)
Funnet utfordrer også forståelsen av dannelsen av sorte hull, sier professor Mark Hannam ved Cardiff University, som deltar i LIGO-samarbeidet.
– Så massive sorte hull er ikke tillatt, ifølge vanlige modeller for stjerners utvikling.
Et eller begge de sorte hullene hadde en størrelse på mellom 60 og 130 solmasser, ifølge forskningsartikkelen om den nye oppdagelsen. Den er forhåndspublisert på ArXiv.
Det er teoretisert at stjerner ikke kan danne sorte hull i denne størrelsesordenen direkte. Stjernen vil da heller eksplodere enn å kollapse til sorte hull.
– Vi forventer at de fleste sorte hull dannes når stjerner dør – hvis stjernen er massiv nok, kollapser den til et sort hull, forklarer Hannam til LiveScience.
– For virkelig massive stjerner sier teoriene våre at kollapsen blir ustabil og at mesteparten av massen blåses bort i supernovaeksplosjoner – slik at det ikke kan dannes et sort hull.
Annonse
Så hvordan ble da den mørke kjempen på rundt 100 solmasser skapt?
En mulighet er at et eller to av de sorte hullene i dette paret ble dannet gjennom tidligere sammenslåinger av mindre sorte hull, ifølge Hannam.
En forsker jobber med et av speilene i Virgo-detektoren.(Foto: EGO/ Virgo/ Maurizio Perciballi)
Resultatet ble i alle fall et bekmørkt objekt på rundt 225 solmasser.
Det sorte hullet i den nye artikkelen er et nokså sjeldent eksempel på et mellomstort sort hull.
Det er en tredje klasse av sorte hull som har vært antatt å eksistere, men som tidligere har vært vanskelig å påvise. Disse er på mellom 100 til noen titusener eller hundretusener av solmasser, ifølge NASA.
De to andre hovedtypene er sorte hull med stjernemasse som dannes når stjerner med en viss størrelse dør og kollapser inn i seg selv.
Det finnes også supermassive sorte hull i hjertet av galakser som er fra noen hundre tusen til milliarder av ganger så tunge som solen.
