Године 2023. забележен је драматичан космички догађај. Две необично велике црне рупе судариле су се на удаљености од око 7 милијарди светлосних година од Земље, а њихова величина и брза ротација одмах су отвориле бројна питања.
Астрофизичари су коначно открили изненађујући механизам иза рекордног судара црних рупа уочен 2023. године, откривајући да снажна магнетска поља могу обликовати настанак и ротацију необично масивних црних рупа. Низ детаљних симулација које су спровели у Институту Флатирон показалe су да магнетска поља могу произвести црне рупе с масама за које се сматрало да су углавном недостижне, пише SciTechDaily. Године 2023. забележен је драматичан космички догађај. Две необично велике црне рупе судариле су се на удаљености од око 7 милијарди светлосних година од Земље, а њихова величина и брза ротација одмах су отвориле бројна питања. Наиме, није се очекивало да се небеска тела с таквим карактеристикама могу формирати у свемиру.
Судар из 2023, данас познат под ознаком GW231123, детектовала је сарадња LIGO-Virtgo-KАGRA, која користи опсерваторије гравитационих таласа за мерење малих поремећаја у простор-времену узрокованих масивним космичким кретањима. Научници испрва нису схватили како су се формирале тако тешке и брзоротирајуће црне рупе. Масивне звезде обично завршавају свој живот у експлозијама супернове које за собом могу оставити црну рупу. Међутим, звезде унутар одређеног распона масе производе такозвану супернову с нестабилношћу парова – снажну експлозију која потпуно уништи звезду, не остављајући ништа иза себе.
„Kао резултат ових супернова не очекујемо да ће се црне рупе формирати између отприлике 70 до 140 пута масе Сунца”, каже Оре Готлиб, астрофизичар из Центра за рачунарску астрофизику (CCА) у Институту Флатирон. „Стога је било збуњујуће видети црне рупе с масама унутар овог јаза.” Једна од могућности била је да су настале спајањем мањих црних рупа, но то се објашњење чинило мало вероватним јер такви догађаји обично поремете ротацију коначне црне рупе, док су се оне у овом судару вртеле брже од било којих претходно измерених.
Истраживачи из CCА, у сарадњи с међународним колегама, препознали су могуће објашњење. Њихове детаљне симулације што прате еволуцију од рођења матичних звезда до коначног колапса, откриле су кључни фактор који су раније студије пропустиле: утицај магнетских поља. „Нико није то разматрао како смо ми; претходно су астрономи само ишли пречицама и занемаривали магнетска поља”, дидаје Готлиб, главни аутор нове студије. „Али када узмете у обзир магнетска поља, заправо можете објаснити порекло овог јединственог догађаја.”
Готлиб и сарадници спровели су рачунарске симулације у две фазе. Прво су симулирали дивовску звезду 250 пута масивнију од Сунца кроз цео њен животни век. До тренутка супернове звезда се смањила на 150 Сунчевих маса, што је смешта тик изнад масеног јаза и чини довољно великом да иза себе остави црну рупу. Након што се звезда уруши и формира црну рупу, преостали материјал формира ротирајући диск који убрзава врћење црне рупе. Ту на сцену ступају магнетска поља – она врше притисак на диск, избацујући део материјала брзином блиској брзини светлости. Ти одливи смањују количину материјала који на крају упада у црну рупу.
Што су магнетска поља јача, то је учинак већи. У екстремним случајевима, чак половина изворне масе звезде може бити избачена. У симулацијама магнетска поља су на крају створила црну рупу чија је маса била унутар спорног јаза у маси. „Открили смо да постојаење ротације и магнетских поља може фундаментално променити постколапсну еволуцију звезде, чинећи масу црне рупе потенцијално знатно мањом од укупне масе звезде у колапсу”, објашњава Готлиб.
Резултати сугериршу непосредну везу између масе црне рупе и брзине њене ротације. Јака магнетска поља успоравају црну рупу и смањују јој масу, стварајући лакше и спорије ротирајуће црне рупе. Слабија поља, с друге стране, омогућују настанак тежих и брже ротирајућих црних рупа. Иако астрономи још немају друге случајеве на којима би могли посматрачки тестирати ову везу, надају се да ће будућа осматрања потврдити овај образац. Симулације такође показују да формирање оваквих црних рупа ствара бљескове гама-зрака. Потрага за тим сигналима помогла би да се потврди предложени процес и открије колико су честе овакве масивне црне рупе у свемиру, што би астрономима пружило дубље разумевање фундаменталне физике црних рупа. Погледајте видео: https://www.youtube.com/watch?v=d76jy6Mid8M).
(Илустрација LIGO)
(Индекс)
