Zagadkowa otoczka zdarzenia GW190814
Od lat fale grawitacyjne dostarczają nam bezcennych danych o najgwałtowniejszych zjawiskach w kosmosie. Szczególną uwagę naukowców przykuło jednak zdarzenie oznaczone jako GW190814, które od początku wydawało się odstawać od typowych obserwacji. Niepokojąco duża dysproporcja mas – niemal dziesięciokrotna różnica między poszczególnymi obiektami – sugerowała, że mamy do czynienia z niestandardowym scenariuszem. Tak ekstremalna różnica doprowadziła astronomów do wniosku, że może chodzić o część układu potrójnego z supermasywną czarną dziurą. Zespół z Shanghai Astronomical Observatory postanowił przyjrzeć się tej anomalii przez pryzmat modelu b-EMRI. Hipoteza zakłada, że supermasywne czarne dziury w centrach galaktyk mogą przechwytywać mniejsze układy podwójne, tworząc złożone struktury grawitacyjne. To właśnie w gęstym środowisku dysków akrecyjnych miałoby dochodzić do takich kosmicznych przejęć.
Kluczem do sukcesu w nowych badaniach okazała się analiza niewielkich zakłóceń w sygnale fal grawitacyjnych. Badacze opracowali specjalny algorytm uwzględniający przyspieszenie wzdłuż linii widzenia i zastosowali statystyczne metody bayesowskie. Wyniki były znaczące: model z dodatkowym obiektem okazał się niemal 60 razy bardziej prawdopodobny niż konwencjonalne wyjaśnienie zachowania izolowanej pary. Szacowane przyspieszenie, choć niewielkie (wynoszące około 0,002 prędkości światła na sekundę), stanowiło mocny argument za obecnością trzeciego ciała. Jak przyznają autorzy, to pierwsze tak przekonujące obserwacyjne potwierdzenie podobnego scenariusza. Zdaniem ekspertów zebrane dane mogą sugerować, jakoby podwójne czarne dziury w GW190814 nie powstały w izolacji, lecz były częścią bardziej złożonego układu grawitacyjnego.
Co dalej z astronomią fal grawitacyjnych?
Opublikowane w The Astrophysical Journal Letters wyniki rzucają nowe światło na mechanizmy powstawania tych egzotycznych układów. Dotychczasowe teorie, choć przekonujące, opierały się głównie na symulacjach komputerowych. Współpraca na linii LIGO-Virgo-KAGRA od dekady systematycznie poszerza naszą wiedzę, rejestrując już ponad sto zdarzeń związanych z czarnymi dziurami. Jednak dopiero teraz udało się znaleźć wyraźne ślady obecności dodatkowego uczestnika w takim kosmicznym spektaklu.
Czytaj też: We wszechświecie doszło do potężnej kolizji. Zderzyły się ze sobą czarne dziury
Nadchodząca generacja instrumentów, takich jak naziemny Teleskop Einsteina czy teleskop kosmiczny LISA, pozwoli na dokładniejsze testowanie tej hipotezy. Jeśli potwierdzi się, że układy potrójne są powszechnym elementem ewolucji galaktyk, może to wymagać istotnych korekt w naszych modelach. I choć odkrycie chińskiego zespołu nie zmienia jeszcze fundamentalnych zasad fizyki, sugeruje, że kosmiczny taniec czarnych dziur może angażować większą liczbę uczestników, niż się dotychczas wydawało. To kolejny dowód, że wszechświat wciąż potrafi nas zaskakiwać swoją złożonością.