Čierne diery si na Valentína „zatancovali“ vo hviezdach. Vedci získali nový pohľad na gravitačné vlny

Čierne diery nie sú práve tradičným symbolom lásky, ale nový výskum odhaľuje, že ich splynutie môže pripomínať romantický príbeh, ktorý sa odohráva v hlbinách vesmíru.

Simulácie ukazujú, že dvojité čierne diery (tzv. binárne čierne diery) pred svojím zlúčením synchronizujú svoje rotácie, čo spochybňuje doterajšie teórie o chaotickom pohybe týchto vesmírnych gigantov.

Chaos, ktorý sa mení na harmóniu

Ako píše portál Space, tím vedcov pod vedením Fulye Kıroğl z Northwestern University zistil, že čierne diery vo hviezdnych zoskupeniach prechádzajú fascinujúcim procesom pred splynutím. „Tento objav spochybňuje bežnú predstavu, že čierne diery vytvorené v hviezdnych zoskupeniach majú vždy náhodne rozložené rotácie,“ uviedla Kıroğl v tlačovej správe.

Podľa simulácií tieto binárne čierne diery interagujú s masívnymi hviezdami, pričom ich extrémna gravitácia deformuje hviezdy v procese nazývanom „špagetifikácia“.

Hviezdy sú doslova natiahnuté na tenké vlákna, ktoré sa potom postupne dostávajú do čiernych dier. Tento fascinujúci jav možno prirovnať k ikonickej scéne zo slávneho filmu Lady a Tramp, kde si postavy romanticky delia špagetu.

LIGO observations of black hole merger event GW200129 confirm that the final product of a merger gets a ‚momentum kick‘ strong enough to propel it to hundreds of km/s.
It’s enough to launch large black holes onto intergalactic trajectories!https://t.co/ibwtYXgYEw pic.twitter.com/SLxWmQplMA

— ToughSF (@ToughSf) March 1, 2023

Gravitácia v hlavnej úlohe

Keď sa čierne diery živia hmotou z rozpadnutých hviezd, ich hmotnosť rastie, čím sa zosilňuje ich gravitačný vplyv. Tento proces spôsobuje, že rotácie oboch čiernych dier sa postupne synchronizujú, dodáva Space.

„Keď masívna hviezda zanikne v blízkosti binárnej čiernej diery, vytvára dva oddelené prúdy trosiek, ktoré sa špirálovito pohybujú okolo každej z čiernych dier,“ vysvetľuje Kıroğl. „Spočiatku sú tieto prúdy neusporiadané, ale keď sa čierne diery priblížia, ich silné gravitačné sily začnú tento chaos usmerňovať, čím ovplyvňujú ich rotáciu.“

Tento fenomén ponúka vysvetlenie záhadných signálov gravitačných vĺn, ktoré zachytili observatóriá LIGO a Virgo. Doteraz sa predpokladalo, že čierne diery sa zrážajú s náhodnými a nepredvídateľnými rotáciami, no nové dáta naznačujú, že existuje systematický vzorec v ich pohybe.

Táto synchronizácia môže byť jedným z dôvodov, prečo sú niektoré gravitačné vlny také konzistentné a predvídateľné, čo umožňuje astrofyzikom lepšie pochopiť ich zdroj.

Kozmické srdce na obzore

Okrem fascinujúceho vedeckého objavu simulácie ukazujú aj vizuálne efekty, ktoré môžu pripomínať romantické symboly. Ako sa čierne diery približujú a absorbujú hmotu, vytvára sa okolo nich oblak žeravej hmoty, ktorý môže pripomínať srdce.

„Postupom času tento proces vedie k splynutiu čiernych dier so slabým, ale konzistentným zarovnaním ich rotácií,“ pokračuje Kıroğl. „To, čo bolo predtým vnímané ako chaos, sa v skutočnosti ukazuje ako vesmírna harmónia.“

Tento objav tak mení naše chápanie evolúcie binárnych čiernych dier a spôsobu, akým interagujú so svojím okolím. Zároveň prináša nový pohľad na otázku, ako zdanlivý chaos v prírode môže viesť k vytvoreniu usporiadaných vzorcov, informuje magazín Scimag.

V širšom kontexte tento výskum zdôrazňuje, že vesmír nie je len miestom náhodných procesov, ale aj symetrie a prepojení, ktoré sa môžu prejaviť aj v najextrémnejších podmienkach. Táto skrytá harmónia vo vesmíre môže byť metaforou pre mnohé procesy v prírode, kde zdanlivá entropia vedie k vyššiemu poriadku. Rovnaké princípy môžeme pozorovať aj v iných oblastiach astrofyziky, kde gravitácia a energia hrajú kľúčovú úlohu pri formovaní vesmírnych štruktúr.

Budúci výskum

Tento objav otvára dvere pre ďalšie výskumy dynamiky čiernych dier a ich interakcií v hustých hviezdnych zoskupeniach. Lepšie pochopenie mechanizmov synchronizácie môže pomôcť vedcom predpovedať ďalšie gravitačné vlny a detailnejšie skúmať čierne diery v rôznych vesmírnych podmienkach.

S pokrokom v detekčných technológiách, ako sú budúce generácie gravitačných observatórií, sa otvárajú nové možnosti pre ešte presnejšie merania a hlbšie pochopenie vesmíru.

Čítajte viac z kategórie: Veda a vesmír