Naukowcy w Stanach Zjednoczonych odkryli największe znane połączenie dwóch czarnych dziur, wykorzystując detektory fal grawitacyjnych.
Odkrycia naukowe z kolizji, która została zarejestrowana w listopadzie 2023 roku, zostały zaprezentowane na tegorocznej Międzynarodowej Konferencji Teorii Względności i Grawitacji w Glasgow w Wielkiej Brytanii.
## **Czym jest czarna dziura?**
Czarne dziury to obiekty kosmiczne, czyli obszary przestrzeni, które składają się z dużej koncentracji materii upakowanej w stosunkowo niewielkiej przestrzeni.
Ogromna ilość masy upakowana w małej objętości tworzy tak silne przyciąganie grawitacyjne, że nic, nawet światło, nie może z niej uciec.
Ponieważ z czarnych dziur nie emituje się światło, co czyni je niewidzialnymi, nie wiemy, co dokładnie znajduje się w ich wnętrzu.
Uważa się, że czarne dziury powstają, gdy gigantyczne gwiazdy zapadają się pod koniec swojego życia. Gigantyczne gwiazdy zapadają się, gdy wyczerpują się im energia do kontynuowania reakcji syntezy, które utrzymują je w stanie jasności i gorąca.
## Kiedy i jak zaobserwowano tę kolizję czarnych dziur?
Kolizja, która wywołała falę grawitacyjną, czyli nagłe zmarszczenie czasoprzestrzeni, została zaobserwowana 23 listopada 2023 roku, tuż przed godziną 13:00 GMT, jednocześnie przez dwa detektory.
Te detektory, znajdujące się w amerykańskich stanach Waszyngton i Luizjana, są obsługiwane przez Obserwatorium Grawitacyjnych Fal Laserowego Interferometru (LIGO) i są częścią sieci LIGO-Virgo-KAGRA (LVK).
LIGO składa się z dwóch dużych laserowych interferometrów, które działają jako anteny do wykrywania fal grawitacyjnych.
Fala grawitacyjna, wykryta przez 0,1 sekundy w wyniku kolizji, została nazwana GW231123.
LIGO, finansowane przez US National Science Foundation, to wielkoskalowe obserwatorium fizyczne, które wykrywa fale grawitacyjne za pomocą bardzo czułych interferometrów laserowych. Zostało zaprojektowane i zbudowane przez naukowców i inżynierów z California Institute of Technology (Caltech) i Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Ponieważ czarne dziury są całkowicie ciemne – pochłaniają wszystko, włączając w to światło wokół nich – ich kolizje są niewidzialne. Dlatego ich połączenia są wykrywane poprzez pomiar fal grawitacyjnych, które powodują. Około 300 czarnych dziur zostało wykrytych dzięki falom grawitacyjnym.
Virgo, obsługiwane przez Europejskie Obserwatorium Grawitacyjne, oraz KAGRA, obsługiwane przez japońskie Ministerstwo Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii (MEXT), to podobne interferometry.
## Co się dzieje, gdy czarne dziury się zderzają?
Gdy czarne dziury się zderzają, łączą się, tworząc większą czarną dziurę, co właśnie miało miejsce w tym przypadku.
Dwie czarne dziury, które się zderzyły, miały indywidualnie około 100 i 140 mas Słońca. Kolizja wytworzyła czarną dziurę o masie ponad 265 razy większej niż masa Słońca.
Było to znacznie więcej niż poprzednia największa kolizja czarnych dziur, GW190521, która miała około 140 mas Słońca. Tamta kolizja została zaobserwowana 21 maja 2019 roku i została wykryta w odległości 17 miliardów lat świetlnych od Ziemi.
## Czego naukowcy dowiedzieli się z tego?
Odkrycie to doprowadziło do kilku rewelacji dotyczących łączenia się czarnych dziur.
„Zwiększa naszą pewność, że czarne dziury mogą przechodzić przez serię kolejnych połączeń, aby wytworzyć znacznie masywniejsze czarne dziury” – powiedział Al Jazeerze Mark Hannam, profesor z Cardiff University i członek LIGO Scientific Collaboration.
„Uważamy, że jest mało prawdopodobne, aby czarne dziury o tak dużej masie powstawały z umierających gwiazd, więc wyjaśnienie dotyczące wcześniejszych połączeń jest obecnie uważane za najbardziej prawdopodobne” – dodał Hannam.
## Czy będzie to miało jakikolwiek wpływ na Ziemię?
Nie, kolizja czarnych dziur nie będzie miała wpływu na Ziemię ani na galaktykę Drogi Mlecznej.
Hannam powiedział, że wykryte połączenie czarnych dziur pochodzi ze zdarzenia, które miało miejsce w odległości od kilku milionów do 10 miliardów lat świetlnych.
Oznacza to, że połączenie miało miejsce miliony lat temu, ponieważ rok świetlny to odległość, jaką światło pokonuje w ciągu jednego roku, a fale grawitacyjne przemieszczają się z prędkością światła.
Hannam wyjaśnił, że odległość połączenia można również zapisać jako około 3 gigaparseki.
„Parsek to około 31 bilionów km, więc przeliczenie tej odległości na kilometry daje liczby, które naprawdę nie mają codziennych nazw!”
Źródło: Al Jazeera
