Нещодавнє злиття надмасивних чорних дір створило об’єкт у 225 разів масивніший за Сонце, кидаючи виклик сучасним уявленням про еволюцію Всесвіту.
Космічне зіткнення, що шокувало науку
23 листопада 2023 року астрономи зафіксували найпотужніше в історії злиття чорних дір, яке спричинило гравітаційні хвилі, що докотилися до Землі. Виявлений сигнал отримав позначення GW231123. Його зареєструвала міжнародна мережа детекторів гравітаційних хвиль LIGO–Virgo–KAGRA (LVK).
Дві чорні діри — масою приблизно 103 і 137 сонячних мас — злилися в один гігантський об’єкт. Його кінцева маса склала близько 225 мас Сонця, що робить її наймасивнішою з чорних дір, утворених шляхом злиття, які коли-небудь спостерігалися за допомогою гравітаційних хвиль.
Прогалина в масі і нові теорії
За загальноприйнятими моделями, зоряні вибухи не можуть створити чорні діри в діапазоні від 60 до 130 сонячних мас. Цей інтервал вважається “теоретичною прогалиною в масі”. Проте виявлена пара чорних дір порушує це правило.
Поясненням може бути багатоступенева еволюція: менші чорні діри зливались між собою, утворюючи більші. “Це справжній виклик нашому розумінню формування чорних дір”, – сказав Марк Ханнам, фізик з Кардіффського університету.
Швидкість обертання – за межами уявного
Ще одним феноменом злиття стала швидкість обертання чорних дір, яка перевищувала обертання Землі у 400 000 разів. Це майже межа дозволеного згідно з теорією відносності Ейнштейна, що робить спостереження винятковим навіть у світі гравітаційних аномалій.
Грегоріо Карулло з Бірмінгемського університету зазначив: “Це лише початок. Ми потребуємо років аналізу, щоб розшифрувати всі деталі цього сигналу.”
Новий рубіж для гравітаційної астрономії
Із моменту першого відкриття гравітаційних хвиль у 2015 році детектори LIGO та Virgo зареєстрували понад 300 подій злиття. Але жодна з них не була настільки вражаючою за масштабом.
Сигнал GW231123 буде представлений на міжнародній конференції GR-Amaldi в Шотландії, де провідні фізики обговорюватимуть нові моделі формування чорних дір, які враховують як їхню масу, так і обертання.
Майбутнє дослідження
Колаборація LVK продовжує розширювати чутливість детекторів і вдосконалювати математичні моделі обробки сигналів. Ці зусилля можуть відкрити неочікувані форми взаємодії матерії у крайніх умовах.
Це злиття — не просто рекорд. Це новий ключ до розуміння природи гравітації, простору та часу.