Sort hul-par født inde i en døende stjerne?

I det, der menes at være den første direkte påvisning af et par sammensmeltende sorte huller, har astronomer observeret en kosmisk katastrofe, der kunne teste vores forståelse af, hvordan disse objekter dannes og udvikler sig.

Fundet, offentliggjort i tidsskriftet Nature, giver nye spor til den mystiske oprindelse af binære sorte huller - par af sorte huller, der kredser om hinanden, før de til sidst kolliderer.

"Vi tror, ​​at denne begivenhed er resultatet af et par sorte huller, der blev født, da en enkelt massiv stjerne eksploderede," sagde studielederforfatter Vicky Kalogera, professor i fysik og astronomi ved Northwestern University.

Stjerneeksplosionen, kendt som en supernova, ville have fundet sted for hundreder af millioner af år siden i en galakse milliarder af lysår fra Jorden.

"De to sorte huller, der var resultatet af supernovaen, ville have været i en meget tæt bane," sagde Kalogera. "Over tid ville de have udstrålet energi og mistet vinkelmomentum, hvilket fik deres kredsløb til at henfalde og de sorte huller til at spiralere indad."

Det sidste dyk ville være sket på en brøkdel af et sekund, og udløse et udbrud af gravitationsbølger - krusninger i rumtiden, som er forudsagt af Einsteins generelle relativitetsteori.

Disse gravitationsbølger ville have rejst hen over universet og til sidst nået LIGO, et par gigantiske laserinterferometre placeret i USA. LIGO er designet til at detektere disse krusninger i rumtiden.

Den 21. maj 2019 opdagede LIGO et gravitationsbølgesignal, der matchede den forudsagte signatur af et par sammensmeltende sorte huller.

Begivenheden, døbt GW190521, var den mest massive binære sorte hul-fusion nogensinde observeret af LIGO. Det primære sorte hul havde en masse på omkring 85 gange solens, mens det sekundære sorte hul havde en masse på omkring 66 gange solens.

"Massen af ​​disse sorte huller er særligt spændende," sagde Kalogera. "De er begge større end de typiske sorte huller med stjernemasse, som vi hidtil har observeret."

Dette tyder på, at GW190521 kan være dannet gennem en anden mekanisme end de fleste andre binære sorte huller.

"Det er muligt, at disse to sorte huller blev dannet ud fra et massivt binært stjernesystem," sagde Kalogera. "I et sådant system udveksler de to stjerner masse og smelter til sidst sammen og danner et enkelt sort hul. Dette sorte hul kunne så fortsætte med at smelte sammen med et andet sort hul for at danne det binære sorte hul, som vi observerede."

Opdagelsen af ​​GW190521 er en vigtig milepæl i studiet af sorte huller og gravitationsbølger. Det giver ny indsigt i dannelsen og udviklingen af ​​disse objekter og giver et pirrende indblik i det voldelige univers, der ligger langt uden for vores rækkevidde.