Sciencemag.cz
Related Articles
Ve světě černých děr se obecně rozlišují tři velikostní kategorie: černé díry s hvězdnou hmotností (přibližně pětkrát – PH: možná i méně – až padesátkrát větší než hmotnost Slunce), supermasivní (miliony až miliardy hmotností Slunce) a černé díry se střední hmotností někde mezi nimi.
I když o samotné existenci černých děr střední hmotnosti se příliš nepochybuje, o jejich původu a vlastnostech toho víme jen málo – jsou považovány za vzácné „chybějící články“ ve vývoji černých děr.
Čtyři nové studie však do této záhady vnesly trochu nového světla. Výzkumy vedl Karan Jani a jeho kolegové z Vanderbilt Lunar Labs Initiative. V rámci hlavní studie vědci znovu analyzovali data z detektorů LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) v USA a Virgo v Itálii. Zjistili, že některé gravitační vlny odpovídají splynutí černých děr o hmotnosti větší než 100 až 300násobek hmotnosti Slunce, což z nich činí interakce největších hmotností, které se kdy podařilo pomocí gravitačních vln zaznamenat.
Pozemní detektory, jako je LIGO, dokážou zachytit pouze zlomek sekundy konečné srážky těchto (lehkých) černých děr střední hmotnosti, což ztěžuje určení způsobu jejich vzniku ve vesmíru. Změnu by v tomto ohledu mohla přinést mise LISA (Laser Interferometer Space Antenna), společných podnik NASA a ESA, která bude zahájena koncem roku 2030. Ve dvou dalších studiích tým výzkumníků ukázal, že LISA může sledovat tyto černé díry roky před jejich splynutím, čímž získáme nové a podrobnější informace o jejich původu i evoluci.
Detekce gravitačních vln ze srážek černých děr vyžaduje extrémní přesnost. Ve čtvrté studii tým ukázal, jak modely umělé inteligence zaručují, že signály z těchto černých děr zůstanou v datech nepoškozené šumem prostředí a detektoru.
Autoři studie chtějí také zkoumat, jak by bylo možné pozorovat černé díry střední hmotnosti pomocí detektorů na Měsíci, které by měly dokázat zachytit i gravitační vlny o nižších frekvencích.
Krystal Ruiz-Rocha et al, Properties of „Lite“ Intermediate-mass Black Hole Candidates in LIGO-Virgo’s Third Observing Run, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adc5f8
Krystal Ruiz-Rocha et al, A Sea of Black Holes: Characterizing the LISA Signature for Stellar-origin Black Hole Binaries, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adad6b
Shobhit Ranjan et al, A Tale of Two Black Holes: Multiband Gravitational-wave Measurement of Recoil Kicks, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adba4e
Chayan Chatterjee et al, No Glitch in the Matrix: Robust Reconstruction of Gravitational Wave Signals under Noise Artifacts, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adbb66
Zdroj: Vanderbilt University / Phys.org, přeloženo / zkráceno
Poznámka: Ono ale supermasivní černé díry nemusejí vznikat z těch hvězdných, černé díry střední hmotnosti nejsou tedy „nutným krokem“.
