Μια πρωτοποριακή μελέτη από το Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ φέρνει στο φως νέα στοιχεία για τη γέννηση των πιο γιγάντιων μαύρων τρυπών του σύμπαντος. Σύμφωνα με την έρευνα που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Astronomy, αυτές οι κολοσσιαίες δομές δεν γεννιούνται ως γίγαντες από την κατάρρευση μεμονωμένων άστρων, αλλά αποτελούν προϊόντα επανειλημμένων βίαιων συγκρούσεων μέσα σε πυκνά αστρικά σμήνη, λειτουργώντας ως ένα είδος «κοσμικών ανακυκλωτών».
Οι επιστήμονες ανέλυσαν τον κατάλογο βαρυτικών κυμάτων GWTC4 των LIGO-Virgo-Kagra, ο οποίος περιλαμβάνει 153 ανιχνεύσεις συγχωνεύσεων μαύρων τρυπών. Η ανάλυση αποκάλυψε την ύπαρξη δύο διακριτών πληθυσμών μαύρων τρυπών με διαφορετική ιστορία και χαρακτηριστικά.
Δύο Διαφορετικοί Κόσμοι Μαύρων Τρυπών
Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον Δρ. Fabio Antonini, εντόπισε ότι οι μαύρες τρύπες μικρότερης μάζας παρουσιάζουν χαρακτηριστικά που συνάδουν με την παραδοσιακή κατάρρευση άστρων. Αυτές οι μαύρες τρύπες έχουν συνήθως χαμηλή ταχύτητα περιστροφής (spin).
Αντίθετα, οι πιο μαζικές μαύρες τρύπες παρουσιάζουν πολύ ταχύτερη περιστροφή και τυχαίο προσανατολισμό. Αυτή η υπογραφή είναι ακριβώς αυτό που περιμένουν οι αστροφυσικοί από αντικείμενα που έχουν προκύψει από διαδοχικές συγχωνεύσεις σε περιβάλλοντα όπου τα άστρα είναι συσκευασμένα έως και ένα εκατομμύριο φορές πιο πυκνά από ό,τι στη γειτονιά του Ήλιου μας.
Το Μυστηριώδες «Χάσμα Μάζας»
Η μελέτη ενισχύει επίσης τις θεωρίες για το λεγόμενο «χάσμα μάζας αστάθειας ζευγών» (pair-instability mass gap). Σύμφωνα με τα υπάρχοντα μοντέλα αστρικής εξέλιξης, άστρα πάνω από ένα ορισμένο μέγεθος θα έπρεπε να εκρήγνυνται τόσο βίαια που θα καταστρέφονταν ολοσχερώς, χωρίς να αφήνουν πίσω τους μαύρη τρύπα.
Αυτό το όριο προσδιορίστηκε περίπου στις 45 ηλιακές μάζες. Το γεγονός ότι ανιχνεύονται μαύρες τρύπες μέσα ή κοντά σε αυτό το «απαγορευμένο» εύρος μάζας υποδηλώνει ότι δεν προήλθαν απευθείας από την εξέλιξη των άστρων, αλλά μέσω των δυναμικών διαδικασιών στα αστρικά σμήνη.
«Οι μεγαλύτερες μαύρες τρύπες στο τρέχον δείγμα φαίνεται να μας μιλούν για τη δυναμική των σμηνών και όχι μόνο για την αστρική εξέλιξη», σημειώνει ο Δρ. Antonini. Η βαρυτική αστρονομία πλέον δεν περιορίζεται στην καταμέτρηση συγχωνεύσεων, αλλά αποκαλύπτει το πώς και το πού μεγαλώνουν αυτά τα σκοτεινά μεγαθήρια του διαστήματος.
Πηγή: sciencedaily.com