Duomenys – beveidžiai ir be prilipintų etikečių, tad jų analizė gali parodyti kai ką netikėto. Gal juodųjų bedugnių iš visatos kūdikystės, pirminių juodųjų bedugnių, nė nereikia ieškoti – gali būti, kad jas jau esame matę.
Duomenys – beveidžiai ir be prilipintų etikečių, tad jų analizė gali parodyti kai ką netikėto. Gal juodųjų bedugnių iš visatos kūdikystės, pirminių juodųjų bedugnių, nė nereikia ieškoti – gali būti, kad jas jau esame matę.
Kai susijungia juodosios bedugnės, pasklinda gravitacinės bangos
© MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Lazerinės interferometrijos gravitacinių bangų observatorija (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – LIGO) JAV ir Virgo observatorija Italijoje aptiko 47 susiduriančių juodųjų bedugnių poras, ir statistinis tyrimas rodo, kad beveik trečdalis jų gali būti pirminės.
Yra keli juodųjų bedugnių (JB) susiformuoti mechanizmai. Pagrindinis – didelių žvaigždžių kolapsavimas, formuojant vadinamas astrofizikines JB. Kai kurios JB yra pernelyg didelės, kad galėtų tokiu būdu susiformuoti tiesiogiai, tad jos tikriausiai randasi, susiliejant mažesnėms JB. O pirminės juodosios bedugnėsgalėjo susiformuoti visatos pradžioje iš tankios plazmos debesų, bet tiesioginių jų egzistavimo įrodymų dar neturime.
„Kai atliekame juodosios bedugnės stebėjimą LIGO, jame nebūna etiketės su pasakojimu apie tai, kaip ji susiformavo – būna tik masė ir sukimasis“, – sako Salvatore Vitale iš Massachusettso technologijos instituto. Vitale su kolegomis atliko LIGO ir Virgo duomenų statistinę analizę, naudodami trijų pažangiausių astrofizikinių JB formavimosi bei pirminių JB modelių duomenis.
Jų analizė parodė, kad observatorijos surinko tiek daug gravitacinių bangų duomenų, kad visi formavimosi modeliai gali būti teisingi – įskaitant ir idėją, kad dalis šių duomenų atsklido nuo pirminių juodųjų bedugnių.
„Įprastai tokio tipo analizės suteikia daugiau galvasopio, nes padaro dalykus dar sudėtingesniais ir prideda dar daugiau modelių, – sako Nelson Christensen iš Nicos observatorijos Prancūzijoje. – Todėl faktas, kad jie pridėjo pirmines juodąsias bedugnes ir jų tikimybė buvo aukščiausia, yra tikrai įdomus.“
Analizė rodo, kad ~27 LIGO ir Virgo JB galėtų būti pirminės. „Kai tai pradėjau, nusiteikiau, kad galime nerasti jokių reikšmingų pirminių juodųjų bedugnių patvirtinimų, tačiau vietoje to buvo nustebintas“, – sako Vitale.
Tačiau kadangi šis rezultatas remiasi teoriniais modeliais, jis nėra pirminių juodųjų bedugnių egzistavimo įrodymas. Šie modeliai yra geriausi, kokiu dabar turime, bet jie nėra garantuotai teisingi.
„Šis rezultatas nėra galutinis: tai nėra „griežtas įrodymas“, o veikiau mūsų lūkesčių pokytis naujų duomenų šviesoje, – sako Francesca Vidotto Basque Country universiteto Ispanijoje. – Bet toks pokytis yra svarbus.“ Jis gali paskatinti astrofizikus ir kosmologus kurti sudėtingesnius juodųjų bedugnių formavimosi modelius, tiek astrofizikinių, tiek ir pirminių, pabrėžia ji.
Jei dalis tų JB yra pirminės, jos gali atverti langą į ankstyvus visatos laikus ir netgi sudaryti dalį galaktikas drauge laikančios tamsiosios materijos. Kaip bebūtų, šis rezultatas rodo mūsų supratimo apie JB trūkumą. „Net jei jos yra tik astrofizikinės juodosios bedugnės, su jų formavimusi, be to, ką manome žiną, yra susiję dar kažkas“, – sako Jane MacGibbon Iš Šiaurės Floridos.
Kitas žingsnis bus sukurti geresnius modelius ir gauti daugiau duomenų iš LIGO ir Virgo. Šias observatorijas, kartu su Kamioka gravitacinių bangų detektoriumi Japonijoje, tikimasi vėl įjungti 2022. „Potencialiai, 18 mėnesių kasdien gausime po naują dvinarę juodąją bedugnę, – sako Christensen. – Mums reikia daugiau, ir gausiem daugiau.“
Leah Crane / www.newscientist.com
Nuoroda: arxiv.org/abs/2105.03349
