Astronomowie po raz pierwszy w historii zmierzyli kierunek i prędkość, z jaką czarna dziura została wyrzucona w przestrzeń kosmiczną po kolizji. Odkrycie to było możliwe dzięki analizie fal grawitacyjnych i otwiera nowe możliwości w badaniach nad najbardziej tajemniczymi obiektami we Wszechświecie.
Fale grawitacyjne – muzyka kosmosu
Fale grawitacyjne, po raz pierwszy wykryte w 2015 roku, są zaburzeniami czasoprzestrzeni powstającymi w wyniku ekstremalnych zjawisk, takich jak łączenie się czarnych dziur. Naukowcy porównują je do zmarszczek na wodzie, które rozchodzą się z prędkością światła.
Każde takie zdarzenie daje unikalny sygnał, który można „odsłuchać” niczym muzykę. Analizując te kosmiczne dźwięki, badacze potrafią określić masę, spin i inne właściwości czarnych dziur, a teraz – jak pokazuje najnowsze badanie – także kierunek i prędkość ich odrzutu.
Zderzenie czarnych dziur sprzed miliardów lat
Na podstawie fali grawitacyjnej oznaczonej GW190412, wykrytej w 2019 roku, ustalono, że w zderzeniu brały udział dwie czarne dziury o bardzo nierównych masach: jedna miała 29,7 masy Słońca, a druga zaledwie 8,4 masy Słońca.
Asymetryczna kolizja spowodowała, że nowo powstała czarna dziura została wyrzucona z prędkością ponad 50 kilometrów na sekundę. To tempo wystarczające, aby wyrwać się z gromady kulistej – zwartego skupiska gwiazd, w którym mogło dojść do tego zdarzenia.
Choć czarna dziura znajdowała się aż 2,4 miliarda lat świetlnych od Ziemi, detektory LIGO i Virgo zdołały uchwycić szczegóły tego dramatycznego kosmicznego tańca.
Kopnięcie natalne – kosmiczny odrzut
Zjawisko to nazywa się kopnięciem natalnym. Powstaje, gdy w wyniku asymetrycznej eksplozji supernowej lub zderzenia czarnych dziur energia jest przekazywana nierównomiernie. Efekt? Nowo narodzona czarna dziura otrzymuje gigantyczny „kopniak” i zostaje wyrzucona w przestrzeń.
Badacze podkreślają, że to pierwszy raz, kiedy udało się zmierzyć ten efekt w pełnym trójwymiarze, korzystając wyłącznie z fal grawitacyjnych.
Nowe narzędzie w badaniach czarnych dziur
Wyniki badań otwierają drogę do głębszego zrozumienia, jak czarne dziury zachowują się w gęstych środowiskach, takich jak gromady gwiazd czy jądra galaktyk. Jeśli wyrzucona czarna dziura porusza się przez obszar bogaty w gaz i pył, może wywoływać rozbłyski elektromagnetyczne, które da się zaobserwować teleskopami.
Dzięki pomiarom odrzutu astronomowie będą mogli odróżnić takie prawdziwe sygnały od przypadkowych zjawisk. To przełomowe narzędzie, które pozwoli lepiej badać zarówno fale grawitacyjne, jak i aktywne jądra galaktyk.
Rewolucja w astrofizyce
Dziesięć lat po pierwszym wykryciu fal grawitacyjnych, nauka stawia kolejny krok w stronę pełnego zrozumienia Wszechświata. Uchwycenie „dźwięku” czarnej dziury wyrzuconej przez kosmos pokazuje, jak ogromny potencjał drzemie w tej młodej dziedzinie badań.
Nowe techniki analityczne nie tylko potwierdzają istnienie ekstremalnych zjawisk, ale także pozwalają na rekonstrukcję ruchów obiektów oddalonych o miliardy lat świetlnych. To właśnie dzięki takim odkryciom coraz lepiej rozumiemy procesy, które kształtują nasz Wszechświat.