U listopadu prošle godine detektiran je dosad najmasivniji sudar crnih rupa, pri čemu je nastao objekt čak 225 puta masivniji od Sunca, pokazuju podaci LIGO-Virgo-KAGRA suradnje objavljeni ovoga tjedna. Signal nazvan GW231123 zabilježen je 23. studenoga 2023. tijekom četvrte kampanje promatranja pomoću mreže detektora gravitacijskih valova.
Crne rupe koje premašuju granice zvjezdane evolucije
U središtu ovog iznimnog događaja nalaze se dvije crne rupe, mase približno 100 i 140 Sunčevih masa, koje su se sudarile i spojile u jednu, dosad najmasivniju crnu rupu zabilježenu pomoću gravitacijskih valova. Osim velike mase, obje crne rupe bile su izrazito rotirajuće — gotovo do granice dopuštene općom teorijom relativnosti.
“Ovo je najmasivniji binarni sustav crnih rupa koji smo ikad promatrali putem gravitacijskih valova i on predstavlja ozbiljan izazov za naše razumijevanje kako crne rupe uopće nastaju,” izjavio je prof. Mark Hannam sa Sveučilišta u Cardiffu, član LVK suradnje.
Prema postojećim modelima zvjezdane evolucije, crne rupe mase veće od 65–70 Sunčevih masa ne bi se smjele formirati izravno iz kolapsa masivnih zvijezda. Zbog toga se pretpostavlja da su crne rupe u ovom sustavu nastale spajanjem manjih crnih rupa, u svojevrsnom “hijerarhijskom” procesu.
Tehnološke i teorijske granice detekcije
Obrada podataka GW231123 zahtijevala je sofisticirane računalne modele koji uzimaju u obzir kompleksne efekte rotacije i međudjelovanja u ovako ekstremnim sustavima. Signali koje proizvode tako brzo rotirajuće crne rupe izrazito su složeni i teško ih je precizno interpretirati.
“Čini se da su ove crne rupe rotirale gotovo maksimalnom brzinom prema Einsteinovim zakonima. To signal čini osobito izazovnim za modeliranje i analizu,” objašnjava dr. Charlie Hoy sa Sveučilišta u Portsmouthu.
Istraživači ističu da će trebati godine kako bi se u potpunosti razumjela struktura ovog signala i njegova implikacija na kozmološke teorije. “Iako je sudar crnih rupa najizglednije objašnjenje, moguće su i složenije hipoteze koje bi mogle objasniti njegova neobična svojstva,” rekao je dr. Gregorio Carullo sa Sveučilišta u Birminghamu.
Rekordan broj detekcija u četvrtom ciklusu
Od 2015. godine, kada je LIGO prvi put detektirao gravitacijske valove, suradnja LVK (koju čine detektori LIGO u SAD-u, Virgo u Italiji i KAGRA u Japanu) zabilježila je više od 300 spajanja crnih rupa. Tijekom aktualne četvrte promatračke kampanje, koja je započela u svibnju 2023., zabilježeno je više od 200 takvih događaja, što predstavlja dosad najplodniju fazu u povijesti gravitacijske astronomije.
“Ovo je izvrstan primjer koliko nam gravitacijski valovi mogu otkriti o fundamentalnoj prirodi crnih rupa — i koliko toga još ne znamo,” poručio je dr. Dave Reitze, izvršni direktor LIGO-a pri Caltechu.
Gravitacijska astronomija ulazi u novo doba
Detektori poput LIGO-a, Virga i KAGRA-e osjetljivi su na izrazito male deformacije prostor-vremena izazvane kataklizmičkim događajima u svemiru. GW231123 je primjer koji pokazuje koliko su ti instrumenti danas blizu granica svojih mogućnosti.
“Ovaj događaj nas tjera da pomičemo granice naših teorijskih i instrumentalnih alata,” kaže dr. Sophie Bini s Caltecha. “To je podsjetnik koliko je gravitacijska astronomija moćna — i koliko nas još toga čeka.”
Podaci o događaju GW231123 bit će predstavljeni na Međunarodnoj konferenciji o općoj relativnosti i gravitaciji (GR24) i Amaldi konferenciji o gravitacijskim valovima, koje se održavaju u srpnju 2025. u Glasgowu. Kalibrirani podaci uskoro će biti javno dostupni putem Otvorenog centra za znanost o gravitacijskim valovima (GWOSC), omogućujući istraživačima diljem svijeta daljnju analizu ovog iznimnog događaja.
Ivan je novinar, bloger i autor s više od 15 godina iskustva u digitalnim medijima. Piše o širokom spektru tema, uključujući svemir, astronomiju, znanost, povijest i arheologiju. Objavljuje kao gostujući autor u Večernjem listu, a kao stručni sugovornik gostovao je u emisijama na kanalima Science Discovery i History Channel. Osnivač je portala Kozmos.hr, prvog hrvatskog online magazina posvećenog popularizaciji znanosti i svemira.
