Czarne dziury i kosmiczny bilard. Raczej nie chcielibyście w niego zagrać

Supermasywna czarna dziura uwięziła trzy inne czarne dziury w orbitującym wokół niej dysku. Panuje tam tak wielki chaos, że miejscowe obiekty zachowują się niczym kule bilardowe w czasie rozbijania.

W ramach badań, których wyniki przedstawiono niedawno na łamach Nature, naukowcy wzięli pod lupę (nie dosłownie, rzecz jasna) wydarzenia, które doprowadziły do wystąpienia fal grawitacyjnych. Dotarły one do Ziemi w maju 2019 roku i dostarczyły nieco informacji na temat miejsca swojego pochodzenia. Takie sygnały można porównać do fal rozchodzących się na tafli jeziora po tym, jak wrzucimy do niego kamień.

Czytaj też: To wcale nie czarna dziura. W HR 6819 jest „wampirzy” układ podwójny gwiazd

Jednym ze źródeł fal grawitacyjnych mogą być kolizje czarnych dziur, a tak się składa, że sygnał GW190521 wydaje się związany z takim wydarzeniem. Niestety dla autorów badań potencjalna fuzja z maja 2019 roku okazała się dość niejasna. Bo choć udało się ustalić, iż w efekcie połączenia najprawdopodobniej powstała czarna dziura o masie od 100 do 1000 razy większej od masy Słońca, to okoliczności tych wydarzeń były tajemnicze. Stało się jasne, że jakiś pobliski obiekt mógł wpłynąć na tę kolizję.

Mniejsze czarne dziury krążą wokół tej o znacznie większej masie

Co dokładnie się stało? Zdaniem autorów przytoczone wydarzenia miały miejsce w pobliżu aktywnego jądra galaktyki zawierającego supermasywną czarną dziurę. Wokół niej miałyby krążyć nieco mniej masywne czarne dziury o eliptycznych orbitach. Jest to zaskakujące, ponieważ moglibyśmy oczekiwać, że ich orbity będą znacznie bardziej okrągłe. Wynika to z faktu, iż niewiele jest we wszechświecie obiektów, które są w stanie zakłócić grawitację dwóch zbliżających się do siebie czarnych dziur.

Czytaj też: Kilkanaście lat badali czarne dziury. Udało im się wyjaśnić, w jakich okolicznościach pochłaniają materię

Scenariusz zaproponowany na podstawie symulacji sugeruje, że w centrum tego niezwykłego układu znajduje się supermasywna czarna dziura. Wokół niej krążą natomiast trzy nieco mniejsze. Niewykluczone, iż takich obiektów jest tam więcej, ponieważ wokół „centralnej” czarnej dziury rozciąga się ogromny pas złożony z materii. Bence Kocsis z Uniwersytetu Oksfordzkiego porównuje tamtejsze wydarzenia do bilarda. Skala jest „nieco” większa – zamiast bil odbijają się od siebie obiekty o tak silnej grawitacji, że nie jest przed nią w stanie uciec nawet światło.