Uimitor, posibil coliziunea găurilor negre este însoțită de o explozie cu lumină

Atunci când găurile negre se învârt una în jurul alteia şi în cele din urmă se ciocnesc, ele trimit ondulații de spațiu şi timp, numite unde gravitaționale.

Deoarece găurile negre nu emit lumină, nu este de așteptat ca aceste evenimente nu să fie însoțite de unde de lumină sau radiații electromagnetice.

Astrofizicienii K. E. Saavik Ford şi Barry McKernan, de la universitatea şi instituția de cercetare Graduate Center, CUNY, au prezentat modalități prin care o fuziune a găurilor negre ar putea exploda cu lumină.

Acum, pentru prima dată, astronomii au observat dovezi a unui astfel de scenariu producător de lumină.

Constatările lor sunt disponibile în edițiile actuale a Physical Review Letters.

O echipă formată din oameni de știință de la The Graduate Center, CUNNY; Zwicky Transient Facility de la Caltech; Borough of Manhattan Community College (BMCC); şi Muzeul American de Istorie Naturală (AMNH) au observat ceea ce pare a fi o sclipire de lumină de la o pereche de găuri negre aflate în proces de fuziune.

Evenimentul, numit S190521g, a fost pentru prima dată identificat pe 21 mai 2019 de Observatorul Interferometru Laser de Unde Gravitaționale (LIGO) al Fundației Naționale a Științei (NSF) şi detectorul european Virgo.

Vedeţi şi: Dispozitivul care a detectat undele gravitaționale acum găsește câte o fuziune de găuri negre în săptămână

În timp ce găurile negre fuzionau, zdruncinând spațiul şi timpul, ele au lansat unde gravitaționale.

La scurt timp după aceea, oamenii de știință de la ZTF — amplasați la Observatorul Palomar, lângă San Diego — şi-au revizuit înregistrările aceluiași eveniment şi au observat ceea ce ar putea fi o izbucnire de lumină provenită de la coliziunea găurilor negre.

„La centrul majorității galaxiilor se ascunde o gaură neagră supermasivă.

Ea este înconjurată de un roi de stele active şi moarte, ce include şi alte găuri negre”, a declarat coautorul studiului Kathleen E Ford (en), un profesor la Graduate Center, BMCC şi AMNH.

Vedeţi şi: 10 lucruri care trebuie să le ştiţi despre găurile negre

„Aceste obiecte roiesc ca niște albine supărate în jurul monstruoasei albine regine de la centru.

Aceștia pot găsi parteneri gravitațional pe timp scurt, împerechindu-se cu ei, dar de obicei îi pierd repede într-un dans nebun.

Dar, într-un disc supermasiv al găurii negre, fluxul de gaz transformă moşeala (îmbrânciri la concertele rock) roiului din arenă într-un minuet clasic (dans tradițional vechi francez ), organizând găurile negre astfel încât ele să se poată împerechea”, spune ea (en).

Deodată ce găurile negre fuzionează, noua gaură neagră, acum mai mare, resimţeşte o lovitură ce o trimite într-o direcție aleatorie şi ea brăzdează gazul din disc.

„Aceasta este reacția gazului la acest glonţ în accelerare, ce crează o sclipire luminoasă, vizibilă cu telescoapele”, a declarat coautorul McKernan (en), un profesor de astrofizică la The Graduate Center, BMCC şi AMNH.

Vedeţi şi: Astronomii descoperă cea mai mare explozie din istoria Universului

„Această gaură neagră supermasivă forfotește ani de zile până la această sclipire mai bruscă”, a declarat autorul principal al studiului Matthew Graham (en), profesor de cercetare în astronomie la Caltech şi cercetător la ZTF.

„Izbucnirea s-a produs la timpul şi locația potrivită, pentru a fi în concordanţă cu evenimentul undelor gravitaționale.

În studiul nostru, concluzionăm că sclipirea este probabil rezultatul unei fuziuni a găurilor negre, dar noi nu putem exclude complet alte posibilități”.

Vedeţi şi: Deja Oficial: Au fost detectate undele gravitaţionale, Einstein a avut dreptate (februarie 12, 2016 )

„ZTF a fost conceput special pentru a identifica activități astronomice noi, rare şi variabile de acest tip”, a spus directorul Departamentului de Ştiinţe Astronomice de la NSF, Ralph Gaume (en).

„Sprijinul NSF al noilor tehnologii, continuie să extindă modul în care putem urmări astfel de evenimente”.

Se prevede că o astfel de sclipire apare la câteva zile sau săptămâni după pleoscăirea inițială a undelor gravitaționale în timpul fuziunii.

În acest caz, ZTF nu a surprins sclipirea în momentul producerii, dar atunci când oamenii de știință au revizuit din nou imaginile din arhiva ZTF luni mai târziu şi au găsit un semnal ce a început câteva zile după evenimentul undelor gravitaționale din luna mai 2019.

Oamenii de știință au încercat să arunce o privire mai detailată asupra luminii găurii negre supermasive, numit spectru, dar la momentul când s-au uitat, sclipirea se stinsese deja.

Disponibilitatea unui spectru ar sprijini ideea că sclipirea provine de la contopirea găurilor negre din discul găurii negre supermasive.

Cu toate acestea, cercetătorii spun că au fost în stare să excludă alte cauze posibile a sclipirii observate, aşa ca o supernovă sau un eveniment de perturbare mareică, ce apare atunci când în esență o gaură neagră înghite o stea.

Vedeţi şi: Sunt nevoie de doar trei găuri negre pentru a rupe simetria inversării timpului

Mai mult decât atât, echipa spune că este puțin probabil ca sclipirea să provină de la chiorăiturile obișnuite ale găurii negre supermasive, ce se alimentează regulat de pe discul său din jur.

Folosind Catalina Real-Time Transient Survey (o colaborare cu utilizarea a trei telescoape aflate în căutarea proceselor optice tranzitorii), condusă de Caltech, ei au avut posibilitatea să evalueze comportamentul găurii negre în ultimii 15 ani şi au constatat că activitatea sa a fost relativ normală până în mai 2019, când ea s-a intensificat brusc.

„Găurile negre supermasive ca aceasta, au astfel de flăcări tot timpul.

Ele nu sunt obiecte liniștite, dar timpul, dimensiunea şi locația acestei flăcări a fost spectaculoasă”, a spus coautorul studiului (en), Mansi Kasliwal, docentul catedrei de astronomie la Caltech.

„Motivul pentru căutarea unor astfel de flăcări este aşa de important, deoarece ajută enorm la rezolvarea întrebărilor astrofizice şi cosmologice.

Dacă noi putem reuși să facem acest lucru din nou şi detecta lumina de la fuziunea celorlalte găuri negre, atunci noi putem stabili locația acestor găuri negre şi învăța mai multe despre originile lor.”

Noua gaură neagră formată ar trebui să provoace o altă sclipire în următorii câțiva ani.

Procesul de fuziune a dat obiectului o lovitură, ce ar trebui să-l determine să intre din nou pe discul găurii negre supermasive, producând o altă sclipire de lumină, pe care ZTF ar trebui să o poată vedea.