Międzynarodowy zespół naukowców po raz trzeci zarejestrował fale grawitacyjne - charakterystyczne zmarszczki czasoprzestrzeni emitowane przez wpadające na siebie czarne dziury. W raporcie opublikowanym na łamach czasopisma "Physical Review Letters" opisano wyniki analizy sygnałów zarejestrowanych 4 stycznia 2017 roku w dwóch detektorach obserwatorium LIGO. Do zderzenia doszło ponad 3 miliardy lat temu. W jego wyniku z dwóch czarnych dziur o masach 31- i 19 razy większych od masy Słońca powstała jedna o masie niespełna 49 mas naszej gwiazdy. Pozostała masa przekształciła się w energię fal grawitacyjnych.
Ogłoszona 11 lutego 2016 roku pierwsza obserwacja fal grawitacyjnych była prawdziwym przełomem w fizyce i astronomii. Dokonano jej w obserwatorium LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) w Livingston w Luizjanie i Hanford w stanie Waszyngton i uznano ją za potwierdzenie jednego z kluczowych przewidywań ogólnej teorii względności Alberta Einsteina, zapowiedź nadchodzącej ery astronomii fal grawitacyjnych. Najnowsza obserwacja pokazuje, że nie była to zapowiedź na wyrost.
Obserwacja i interpretacja zarejestrowanego przez LIGO kolejnego sygnału, oznaczonego jako GW170104, potwierdza sukces naszego teoretycznego programu do modelowania zachowania podwójnych układów czarnych dziur - mówi prof. Alessandra Buonanno z University of Maryland w College Park, dyrektor Max Planck Institute for Gravitational Physics w Poczdamie.
Prof. Buonanno kierowała pracami nad stworzeniem modelu opisującego emisję fal grawitacyjnych, towarzyszącą ostatniej fazie procesu, w którym czarne dziury wirują wokół siebie, by w końcu się zderzyć. Przy okazji trzeciego sygnału zarejestrowanego przez LIGO zebraliśmy dowody na to, że przynajmniej jedna z czarnych dziur wiruje wokół osi, która nie jest równoległa do osi ruchu orbitalnego ich obu - dodaje.
Profesor Susan Scott z Australian National University Research School of Physics and Engineering (RSPE) podkreśla, że najnowsza obserwacja po raz pierwszy pokazała, że czarne dziury w takim układzie mogą nawet wirować w przeciwnych kierunkach. To rzuca zupełnie nowe światło na procesy tworzenia takich układów podwójnych.
Zarejestrowane zdarzenie to ślad połączenia czarnych dziur, które nastąpiło ponad dwa razy dawniej (i dalej), niż te, które doprowadziły do emisji fal grawitacyjnych zarejestrowanych w pierwszym i drugim przypadku. Porównanie czasu dotarcia sygnału do obu detektorów (w Hanford fala pojawiła się 3 millisekundy wcześniej niż w Livingston) pozwoliło z grubsza określić położenie źródła. Masa powstałej w zdarzeniu GW170104 czarnej dziury sytuuje się pomiędzy masami obiektów z pierwszej (62 masy Słońca) i drugiej (21 mas Słońca) obserwacji.
W ten sposób zdobyliśmy kolejne potwierdzenie tezy o możliwości istnienia czarnych dziur o masie gwiazdowej, których masa przekracza 20 mas Słońca - to obiekty, o których istnieniu przed obserwacjami LIGO nie wiedzieliśmy - mówi David Shoemaker, rzecznik LIGO Scientific Collaboration (LSC). To niezwykłe, że potrafimy sformułować i przetestować hipotezę przebiegu tak dziwnych i ekstremalnych procesów, do których doszło nawet miliardy lat temu i miliardy lat świetlnych od nas - dodaje.