Vědci zdvojnásobili známý počet extrémních kosmických jevů detekovaných pomocí gravitačních vln, což poskytlo bezprecedentní pohled na nejničivější dopady ve vesmíru. Nejnovější katalog, GWTC-4, vydaný spoluprací LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), nyní obsahuje 128 potvrzených detekcí srážek černých děr a neutronových hvězd, což je téměř dvojnásobek předchozího počtu 90. To znamená, že nyní „slyšíme“ vesmír zcela novým způsobem.
Průlom: Kolísání časoprostoru
Existenci těchto oscilací – zkreslení ve struktuře prostoru a času – poprvé předpověděl Albert Einstein v roce 1915. Trvalo další století, než technologie dohnala teorii. V roce 2015 provedla Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) první přímou detekci splývající černé díry vzdálené 1,3 miliardy světelných let. Od té doby se k pátrání připojily detektory v Itálii (Virgo) a Japonsku (KAGRA), které odhalily vesmír hemžící se těmito katastrofickými událostmi.
Proč na tom záleží: Gravitační vlny jsou jedinečné v tom, že nesou informace o srážkách, které světlo nemůže předat. Světlo může být ohnuté, blokované nebo zkreslené. Gravitační vlny procházejí téměř vším a dávají nám přímý pohled na nejextrémnější jevy ve vesmíru.
Co je nového v GWTC-4
Tento nejnovější soubor dat, shromážděný mezi květnem 2023 a lednem 2024, je pozoruhodný svou rozmanitostí :
- Těžší černé díry: Katalog obsahuje nejtěžší páry černých děr, jaké byly kdy pozorovány, každá je asi 130krát hmotnější než naše Slunce.
- Nerovnoměrné sloučení: Některé srážky zahrnují černé díry s velmi rozdílnými velikostmi, což naznačuje složitou historii jejich formování.
- Extrémní rotace: Několik černých děr se točí rychlostí až 40 % rychlosti světla – důkaz předchozích kolizí a možnost “slučovacích řetězců”, kde černé díry rostou opakovaným slučováním.
- Smíšené sloučení: Dvě nové události zahrnují srážky mezi černými dírami a neutronovými hvězdami.
Zvýšená citlivost detektorů LVK umožňuje vědcům detekovat události vzdálené až 10 miliard světelných let. To umožňuje přísné testy Einsteinovy obecné teorie relativity, která se za těchto extrémních podmínek stále potvrzuje.
Důsledky pro astrofyziku
„Tento soubor dat posílil naši důvěru, že černé díry, které se srazily dříve v historii vesmíru, mohly mít vyšší rychlost rotace než ty, které se srazily později,“ říká člen LVK Salvatore Vitale z Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Data také naznačují, že černé díry mohou růst vícenásobným sloučením a během kosmického času tvořit ještě masivnější objekty. Tato pozorování poskytují pohled na to, jak černé díry vznikají z kolabujících hvězd, jak se vyvíjejí a jak ovlivňují strukturu vesmíru.
„Expandujeme do nových částí toho, co nazýváme ‚parametrický prostor‘ a objevujeme zcela novou škálu černých děr,“ vysvětluje člen LVK Daniel Williams z University of Glasgow. “Skutečně posouváme hranice a vidíme věci, které jsou masivnější, rychleji se točí a jsou to astrofyzikálně zajímavější a neobvyklé objekty.”
Výsledky tohoto katalogu budou brzy publikovány v Astrophysical Journal Letters. Další vylepšení těchto detekčních metod slibují ještě více objevů o nejnásilnějších a nejzáhadnějších událostech ve vesmíru.
