Sciencemag.cz
Doporučujeme
Fúze extrémně hmotných objektů, ať už jde o neutronové hvězdy nebo černé díry, jsou prozatím jediným zdrojem tak silného narušení časoprostoru a tak silných gravitačních vln, abychom je dokázali zachytit. Nový výzkum ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery nyní ukazuje, že po srážce dvou černých děr výsledný objekt intenzivně „blikne“ ne jednou, ale několikrát.
Jak vlastně sloučení černých děr probíhá? Nejprve obíhají kolem sebe a postupně se přibližují. Poté se spojují a vytvářejí „deformovaný“ objekt, který až v další fázi dosáhne své konečné podoby. Pokud si vyneseme frekvenci signálu vyzařovaných gravitačních vln, vypadá to podle nové studie tak, že frekvence stoupá až do fúze (během přibližování černých děr se zvyšuje frekvence i amplituda; tyto veličiny jsou přímou funkcí rychlosti černých děr a poloměru oběžné dráhy), pak poklesne, ale pak následuje ještě jeden pík.
Studie publikovaná Communications Physics obecně tvrdí, že fúze černých děr je oproti dosavadním představám celkově složitější, a to nejen z hlediska časové závislosti intenzity vyzařovaných gravitačních vln, ale i s tím, jak se mění tvar vzniklého objektu. Tyto výsledky jsou ovšem založeny nikoliv na pozorování, ale na superpočítačových simulacích. Celé je to navíc ještě komplikovanější, protože záleží i na na tom, kde gravitační vlny sledujeme, zda „shora“ nebo v rovině rovníku vznikající černé díry (= rovina, v níž kolem sebe původně obíhaly). Zde popsaný efekt se týká druhého případu, naopak při pohledu shora zaznamenáme při sloučení „úder zvonu“, po němž už následuje pouze doznívání.
Dále – to, co se zde popisuje, se týká černých děr lišících se svou hmotností. Vznikající černá díra má pak zpočátku asymetrický tvar, kdy jedna strana je špičatější než druhá (poznámka PH: původní tisková zpráva tomu říká kaštan, což ale subjektivně není zrovna názorné). Silně zakřivené oblasti kolem příslušného vrcholu vyzařují gravitační vlny intenzivněji a také odtud vychází druhý pík.
Ukazuje to obrázek, ale úplně dobře představitelné to (subjektivně) opět není. Zjevně nějak souvisí poloha příslušného vrcholu s osou rotace finální černé díry, viz ono pozorování v rovině rovníku zmíněné výše. Snad ona špička je původně ta menší z černých děr?
Communications Physics (2020). 10.1038/s42005-020-00446-7
Zdroj: ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery / Phys.org
Žlutě jsou znázorněny gravitační vlny přednostně vyzařované z dočasně existující špičky nové černé díry
Credit: C. Evans, J. Calderón Bustillo, ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery
