Znanstvena kolaboracija LIGO-Virgo-KAGRA objavila je otkriće spajanja najmasivnijih crnih rupa ikad zabilježenih putem njihovih detektora gravitacijskih valova. Snažan kozmički događaj, čiji je signal nazvan GW231123, rezultirao je stvaranjem konačne crne rupe procijenjene mase od otprilike 225 masa našeg Sunca. Signal je detektiran 23. studenog 2023. godine pomoću opservatorija LIGO, tijekom njegovog četvrtog ciklusa promatranja.

Ovo otkriće nadmašuje dosadašnjeg rekordera iz 2021. godine, poznatoga kao GW190521, koji je proizveo crnu rupu ukupne mase 140 puta veće od Sunčeve. U slučaju novog događaja konačna supermasivna crna rupa nastala je spajanjem dviju manjih, čije su mase bile približno 100 i 140 solarnih masa.

Izazov postojećim modelima

Visoka masa i iznimno brza rotacija novootkrivenih crnih rupa predstavljaju izazov za trenutačno razumijevanje njihova nastanka. "Ovo je najmasivniji binarni sustav crnih rupa koji smo promatrali putem gravitacijskih valova i postavlja ozbiljan upitnik pred naše modele formiranja", izjavio je Mark Hannam sa Sveučilišta u Cardiffu i član kolaboracije LVK. Prema njegovim riječima, standardni modeli zvjezdane evolucije ne dopuštaju nastanak ovako masivnih crnih rupa, pa jedna od mogućnosti jest da su one nastale ranijim spajanjima manjih crnih rupa.

Osim mase, znanstvenike je iznenadila i brzina njihove vrtnje. "Čini se da se crne rupe vrte iznimno brzo, blizu granice dopuštene Einsteinovom teorijom opće relativnosti", objasnio je Charlie Hoy sa Sveučilišta u Portsmouthu. Upravo ta karakteristika čini signal izuzetno teškim za modeliranje i interpretaciju, ali istovremeno pruža izvrsnu priliku za daljnji razvoj teorijskih alata. Dave Reitze, izvršni direktor LIGO-a na Caltechu, dodao je kako ovo opažanje još jednom pokazuje kako gravitacijski valovi na jedinstven način otkrivaju egzotičnu prirodu crnih rupa u svemiru.

Složena analiza

Izdvajanje preciznih informacija iz zabilježenog signala zahtijevalo je korištenje naprednih modela koji uzimaju u obzir složenu dinamiku crnih rupa s velikom brzinom rotacije. Unatoč tome, znanstvenici naglašavaju kako je pred njima još dug put potpunog razumijevanja ovog događaja. "Zajednici će trebati godine da u potpunosti razotkrije ovaj zamršeni uzorak signala i sve njegove implikacije", rekao je Gregorio Carullo sa Sveučilišta u Birminghamu.

Iako je spajanje crnih rupa najvjerojatnije objašnjenje za zabilježeni signal, Carullo ističe kako bi "složeniji scenariji mogli biti ključ za dešifriranje neočekivanih značajki". Četvrti promatrački ciklus LVK mreže, koja uz američki LIGO uključuje i detektore Virgo u Italiji i KAGRA u Japanu, započeo je u svibnju 2023. i već je zabilježio više od 200 spajanja crnih rupa, od gotovo 300 koje je kolaboracija dosad uspjela snimiti. Najnovije otkriće opisano je u radu na servisu ArXiv, a bit će službeno predstavljeno ovoga tjedna u Glasgowu, gdje se održavaju Međunarodna konferencija o općoj relativnosti i gravitaciji te Konferencija Edoardo Amaldi o gravitacijskim valovima.