‘Kosmisk gigantkamp: To sorte huller ryster universet’
Gravitationsbølgeastronomi har opdaget et fænomen, der sætter spørgsmålstegn ved vores forståelse af universet. Kæmpe sorte huller kan ændre alt.
LVK-samarbejdet, en sammenslutning af LIGO-observatoriet, den italienske Virgo-detektor og den japanske KAGRA-detektor, har gjort en banebrydende opdagelse: Den 23. november 2023 registrerede forskerne den hidtil største fusion af to sorte huller, der nogensinde er observeret. Gravitationsbølgebegivenheden, der blev kaldt GW231123, førte til dannelsen af et sort hul med en rekordmasse på omkring 225 solmasser.
De fusionerede kosmiske objekter havde oprindeligt masser på henholdsvis ca. 100 og 140 solmasser – en kombination, der ifølge gængse astrofysiske teorier egentlig er umulig. “Det er det mest massive sorte hul, vi har observeret gennem gravitationsbølger, og det udgør en reel udfordring for vores forståelse af sorte hullers dannelse,” siger Mark Hannam fra Cardiff University.
Sorte huller af denne masse er forbudt i standardmodellerne for stjerners udvikling.
Hannam har dog en teori:
En mulighed er, at de to sorte huller i dette dobbeltsystem er opstået ved tidligere fusioner af mindre sorte huller.
Gravitationsbølger afslører det: To sorte huller danner et større objekt
Den nye opdagelse overgår klart den hidtidige rekordholder fra 2021, begivenheden GW190521, hvor et sort hul med »kun« 140 solmasser blev dannet. Denne ekstraordinære observation rejser grundlæggende spørgsmål om dannelsen af sådanne kosmiske giganter.
Ud over deres enorme masse har de observerede sorte huller endnu en usædvanlig egenskab. Charlie Hoy fra University of Portsmouth forklarer:
De sorte huller ser ud til at rotere meget hurtigt – tæt på den grænse, som Einsteins generelle relativitetsteori tillader. Denne egenskab gør tolkningen af signalet særligt udfordrende og kræver avancerede teoretiske modeller.
Gravitationsbølgedetektorer opdager to sammenstødende sorte huller
Gravitationsbølgedetektorerne LIGO, Virgo og KAGRA er højfølsomme instrumenter, der kan måle minimale forvrængninger i rumtiden. Siden den første opdagelse af gravitationsbølger i 2015, hvor LIGO påviste fusionen af to sorte huller til et objekt med en masse på 62 solmasser, er de tekniske muligheder blevet forbedret støt.
“Denne begivenhed bringer instrumenterne og dataanalyseevnerne til grænsen af det, der er muligt i øjeblikket,” forklarer Sophie Bini, postdoktor ved Caltech og medlem af LVK-teamet.
Dette er et imponerende eksempel på, hvor meget vi kan lære af gravitationsbølgeastronomi – og hvor meget der stadig er at opdage.
Opdagelse af gravitationsbølger: “Det vil tage år”
Den fuldstændige analyse af det komplekse signal vil beskæftige det videnskabelige samfund i lang tid fremover. Gregorio Carullo fra University of Birmingham forudsiger:
Det vil tage år, før det videnskabelige samfund har fuldstændig afkodet dette komplekse signalmønster og alle dets implikationer. Selvom den mest sandsynlige forklaring fortsat er en fusion af sorte huller, kan mere komplekse scenarier være nøglen til at afkode de uventede egenskaber. Der venter os spændende tider!
