«Δεν πιστεύουμε ότι ο σχηματισμός μαύρων τρυπών με τέτοιες μάζες ως αποτέλεσμα του κανονικού μηχανισμού κατάρρευσης ενός άστρου μετά το θάνατό του είναι δυνατός», δήλωσε ο φυσικός Mark Hunnam του Πανεπιστημίου του Κάρντιφ στην Ουαλία, που εργάζεται στο Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων Συμβολόμετρου Λέιζερ (LIGO), το οποίο κατέγραψε τη σύγκρουση. Οι ερευνητές θα πρέπει να αναζητήσουν άλλες εξηγήσεις, γράφει το Scientific American.

Οι επιστήμονες έχουν συμπεράνει τις ιδιότητες των μαύρων τρυπών από τα βαρυτικά κύματα, τις δονήσεις στον ιστό του χωροχρόνου. Αυτά τα κύματα καταγράφηκαν στις 23 Νοεμβρίου 2023 από δύο ανιχνευτές LIGO στο Χάνφορντ της Ουάσιγκτον και στο Λίβινγκστον της Λουιζιάνα. Οι δύο μαύρες τρύπες περιστρέφονταν η μία γύρω από την άλλη, πλησιάζοντας σταδιακά η μία την άλλη πριν συγχωνευθούν σε μία. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, εξέπεμπαν βαρυτικά κύματα.

Πριν από αυτό, η μάζα της βαρύτερης μαύρης τρύπας, η οποία προέκυψε από τη συγχώνευση δύο ελαφρύτερων, ήταν 140 ηλιακές μάζες. Στο νέο γεγονός, μόνο μία από τις δύο μαύρες τρύπες είχε περίπου αυτή τη μάζα. Και ως αποτέλεσμα της συγχώνευσής τους, σχηματίστηκε μια νέα μαύρη τρύπα με μάζα περίπου 225 ηλιακών μαζών.

Μαύρες τρύπες με μάζα μικρότερη από 60 φορές τη μάζα του Ήλιου σχηματίζονται όταν ένα αστέρι καταρρέει στο τέλος της ζωής του. Ωστόσο, υπάρχει μια σειρά από μάζες μαύρων τρυπών - από 60 έως 130 - στις οποίες οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτός ο μηχανισμός δεν ισχύει. Πιστεύεται ότι τα αστέρια από τα οποία θα μπορούσαν να σχηματιστούν τέτοιες μαύρες τρύπες εκρήγνυνται εντελώς μετά το θάνατο, χωρίς να αφήνουν πίσω τους μαύρες τρύπες. Η αβεβαιότητα στην εκτίμηση των μαζών των πρόσφατα ανακαλυφθέντων μαύρων τρυπών σημαίνει ότι είναι πιθανό ότι τουλάχιστον μία από αυτές, και πιθανώς και οι δύο, εμπίπτουν σε αυτό το διάστημα μάζας.

Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι αυτές οι μαύρες τρύπες σχηματίστηκαν σταδιακά, ως αποτέλεσμα συγκρούσεων μικρότερων μαύρων τρυπών. Τέτοιες επαναλαμβανόμενες συγχωνεύσεις θα μπορούσαν να συμβούν σε πυκνά σμήνη αστεριών και μαύρων τρυπών.

Η ταχύτητα περιστροφής των παρατηρούμενων μαύρων τρυπών εγείρει επίσης ερωτήματα. Κάθε μαύρη τρύπα έχει τον μέγιστο δυνατό ρυθμό περιστροφής, ανάλογα με τη μάζα. Μία από τις μαύρες τρύπες στη σύγκρουση περιστρεφόταν περίπου στο 90% της οριακής της ταχύτητας, ενώ η άλλη περιστρεφόταν κοντά στο 80%. Αυτή είναι μια από τις υψηλότερες τιμές για τις μαύρες τρύπες που έχουν καταγραφεί από το παρατηρητήριο LIGO.

Υπάρχει μια εναλλακτική εξήγηση: οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να έχουν συγκεντρωθεί στη σκιά μιας πολύ μεγαλύτερης μαύρης τρύπας, σε αυτό που οι αστρονόμοι αποκαλούν ενεργό γαλαξιακό πυρήνα. Αυτή είναι η περιοχή του γαλαξία που περιβάλλει την κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, η οποία τροφοδοτείται από έναν δίσκο αερίου. Εάν οι μαύρες τρύπες γεννήθηκαν εκεί ή έπεσαν σε αυτόν τον δίσκο, θα μπορούσαν να είχαν απορροφήσει το αέριο, αποκτώντας μάζα πριν συγχωνευθούν.

Περαιτέρω έρευνα θα βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση των ιδιοτήτων των μαύρων τρυπών και του τρόπου σχηματισμού τους.

Όταν οι γαλαξίες συγκρούονται, οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στο κέντρο τους αρχίζουν τον βαρυτικό τους χορό, πλησιάζοντας μέχρι να συγχωνευθούν πλήρως. Ωστόσο, οι λεπτομέρειες του τελευταίου σταδίου απορρόφησης παραμένουν ένα μυστήριο για τους επιστήμονες. Αστροφυσικοί από τη Νότια Κορέα πρότειναν να εξεταστεί η επιλογή της ασαφούς σκοτεινής ύλης.