Utbruddet av gravitasjonsbølger fanget av LIGO i september 2015 kunne ikke ha resultert av dannelsen av et par sorte hull i det indre av en stor stjerne, sier astronomer i en artikkel publisert i tidsskriftet Physical Review Letters.
Resultatene fra beregningene våre viser at hvis paret med svarte hull som ga opphav til utbruddet av GW150914, oppsto i det indre av en stjerne, ville sammenslåingen deres være kortere enn den faktisk er. Mønstrene på virkelige og virtuelle gravitasjonsbølger begynner å falle sammen når tettheten til stjernen i modellen vår synker til et vakuumnivå, sier Joseph Fedrow fra Kyoto University, Japan.
I september 2015, praktisk talt umiddelbart etter at den oppdaterte LIGO var slått på, oppdaget forskere et utbrudd av gravitasjonsbølger generert ved å slå sammen sorte hull med en totalmasse på 65 soler. LIGO registrerte senere fem flere hendelser, også forårsaket, med ett unntak, av sammenslåinger av store sorte hull.
Denne oppdagelsen startet en ny kontroversrunde blant forskere: hvordan nøyaktig slike par sorte hull kunne ha oppstått og om det er mulig å spore historien til deres dannelse av hvordan fusjonen foregår.
Noen astronomer tror at sorte hull i slike par blir født alene og bare etter veldig lang tid kommer nærmere hverandre og smelter sammen. Denne teorien pålegger svært strenge begrensninger for frekvensen av sammenslåinger og stedet der de kan forekomme - faktisk oppstår par sorte hull bare i super tette kuleklynger i utkanten av galakser.
Det er også en alternativ teori, fri for slike mangler. Tilhengerne mener at det dannes par sorte hull rett etter døden av spesielt store stjerner, hvis masse overstiger solmassen med 50-60 ganger. I de siste livsfaser i slike armaturer kan det oppstå anomalt tette regioner, som får dem bokstavelig talt til å rive fra hverandre, og bli til to nøytronstjerner eller sorte hull.
Som bevis pekte forfatterne av denne ideen på et av de viktigste mysteriene - et utbrudd av gravitasjonsbølger, for oppdagelsen av hvilke amerikanske forskere mottok Nobelprisen i fysikk i år. Faktum er at Fermi-teleskopet da registrerte en svak gammastråling som dukket opp omtrent på samme tid og i den samme delen av himmelen der GW150914-utbruddet var.
Fedrow og kollegene bestemte seg for å sjekke om dette virkelig kunne være slik, som de laget en datamaskinmodell av en stjerne med en masse på 60 soler, i teorien i stand til å generere et par svarte hull med den nødvendige massen. Ved å observere dannelsen av disse gjenstandene og deres påfølgende kollisjon, sammenlignet forskerne de oppnådde profiler av gravitasjonsbølger med data fra LIGO og prøvde å oppnå identitet.
Salgsfremmende video:
Da det viste seg, akselererte den høye tettheten av innvollene til til og med veldig "alderen" og oppblåste stjerner merkbart prosessen med sammenslåing av sorte hull: de bremser bevegelsen deres, "klamrer seg" til den super tette gassen som omgir dem. Som beregningene av forskere viser, vil resultatet av denne retardasjonen bli redusert med 1,5-3 ganger.
Derfor vil gravitasjonsbølgene som genereres av slike svarte hull, "tvillinger", være merkbart forskjellige fra de som oppstår ved sammenslåingen av enkle sorte hull. Imidlertid er ingen av scenariene beregnet av Fedrow og hans kolleger lik GW150914 og andre utbrudd av gravitasjonsbølger registrert av LIGO. Alt dette antyder at tilfeldigheten av en gammastråle-burst og en utbrudd av tyngdekraftsbølger sannsynligvis var et rent tilfeldighet.
Som forskerne understreker, betyr ikke fraværet av spor etter slike "tvillinger" nødvendigvis at de i prinsippet ikke eksisterer i universet, selv om sjansene for dette er ganske små. Ytterligere observasjoner av LIGO, ViRGO og de nye gravitasjonsbølgedetektorene, sa Fedrow, vil bidra til å teste om dette er tilfelle eller ikke.
