Soczewkowanie grawitacyjne może wyjaśniać nietypowe zlanie czarnych dziur — Space.com

Badacze zasugerowali, że niezwykle masywne zlanie czarnych dziur, zarejestrowane przez detektor LIGO 23 listopada 2023 roku, mogło wydawać się większe z powodu soczewkowania grawitacyjnego. Sygnał GW231123 początkowo interpretowano jako zderzenie czarnych dziur o masach około 140 i 100 mas Słońca, podaje Space.com.

Dlaczego zlanie uznano za nietypowe

Zwykłe modele ewolucji gwiazd mają trudności z wyjaśnieniem powstania tak masywnych czarnych dziur. Badaczy zaskoczyła także pierwotna interpretacja, zgodnie z którą oba obiekty mogły szybko się obracać. Nowa praca proponuje inne wyjaśnienie: czarne dziury mogły być mniejsze, a soczewkowanie grawitacyjne wzmocniło sygnał fal grawitacyjnych w drodze do Ziemi i stworzyło wrażenie większej masy obiektów.

Soczewkowanie grawitacyjne powstaje, gdy masywny obiekt zakrzywia czasoprzestrzeń i zmienia tor promieniowania od odległego źródła. Efekt ten jest znany w przypadku światła, jednak według Miguela Zumalacárreguiego, kierownika Działu Astrofizycznej i Kosmologicznej Względności w Instytucie Alberta Einsteina, fale grawitacyjne również mogą być odchylane, wzmacniane i rozdzielane na kilka sygnałów.

Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.

Możliwy obiekt soczewkujący

Zespół stworzył matematyczny model soczewkowania grawitacyjnego oraz oprogramowanie do jego analizy. Według uczestniczki badania Srashti Goyal obserwowane wysokie masy można wyjaśnić, jeśli sygnał GW231123 został odchylony i zniekształcony przez zwarty obiekt o masie od 190 do 850 mas Słońca albo przez rozległą strukturę, taką jak gromada kulista. Taki scenariusz nie wymaga również założenia o wyjątkowo szybkim obrocie czarnych dziur.

Według wyników modelowania uwzględniającego soczewkowanie zlanie mogło dotyczyć układu o łącznej masie około 140 mas Słońca, a nie układu o masie 240 mas Słońca, jak początkowo zakładano. Jednocześnie natura obiektu, który mógł spowodować soczewkowanie, pozostaje niepewna. Naukowcy zaznaczają, że pojedyncze zwarte soczewki o masach od 100 do 1000 mas Słońca powinny być niezwykle rzadkie, dlatego należy ustalić, czy efekt ten może być wytwarzany przez zbiór lżejszych obiektów, w tym gwiazd.

Badanie opublikowano 25 sierpnia w czasopiśmie Astrophysical Journal Letters. Autorzy nie mogą jeszcze ostatecznie potwierdzić, czy GW231123 jest pierwszym wykrytym przypadkiem soczewkowania grawitacyjnego fal grawitacyjnych. Do poszukiwania podobnych sygnałów konieczne będzie zwiększenie czułości detektorów takich jak LIGO.

Czytaj nas na Telegram i Sends