Černé díry typicky vznikají tím, že se gravitačně zbortí masivní hvězda. Jenže mohou mít i odlišný původ. Nová černá díra může vzniknout také spojením dvou „rodičovských“ černých děr. Nové studie ukazují, že tímto způsobem vzniká více těchto objektů, než se zdálo.
Jsou to největší miminka ve vesmíru. Když se zrodí nová černá díra, může mít hmotnost větší než celá Sluneční soustava. Ale až doposud se astronomům nedařilo uspokojivě popsat, jak se vlastně černé díry rodí a jak se na vlastnostech potomků odrážejí vlastnosti jejich „rodičů“. Teď si na to posvítila dvojice studií.
Nedostatek informací má jednoduchou příčinu. Až do roku 2015 vědci nedokázali vznik černých děr pozorovat. Jenže pak se jim podařilo několika přístroji zaznamenat takzvané gravitační vlny, tedy vlnění samotného časoprostoru, které je způsobené často právě srážkou černých děr a vznikem jejich „potomka“. V současné době už mají vědci několik stovek takových pozorování, takže mohou tato data konečně analyzovat.
Od prvního zachycení gravitačních vln v roce 2015 zaznamenávají přístroje jako LIGO, Virgo a KAGRA neustálý proud signálů pocházejících ze srážek černých děr, čímž vznikl katalog, který dnes čítá stovky záznamů. Přes toto bohatství dat však jedna zásadní otázka zůstává stále nezodpovězena: jak se tyto černé díry vlastně tvoří?
Pozorování neviditelných novorozenců
Vědci nemohou černé díry pozorovat napřímo. Jsou totiž dokonale neviditelné, protože jejich gravitace pohltí i světlo. Jenže pokaždé, když se dvě černé díry spirálovitě přibližují a spojí, způsobují vlnění v časoprostoru, které v sobě nese informace o jejich hmotnostech a rotačních momentech – tedy o rychlosti a směru, jakým se každá z nich otáčí.
Astronomové mohou tyto vlastnosti z gravitačně-vlnového signálu sice získat, ale tento obraz je často neúplný. Každá ze studií se pokusila stejný fenomén studovat odlišnými metodami, ale dospěly k velmi podobnému výsledku. Všechny tyto obříky spojují stejné vlastnosti – jejich rotace jsou rychlé a náhodně orientované, což ukazuje na to, jak se zrodily: spíše sloučením dvou „rodičovských“ děr, nikoliv kolapsem hvězdy.
A to má závažné dopady. Naznačuje to, že přinejmenším část pozorovaných sloučení černých děr jsou události „druhé generace“. To znamená, že jde vlastně už o vnoučata: jejich „rodiče“ totiž vznikli stejným sloučením dvou „původních“ prvorozených černých děr vzniklých z kolapsu hmotných hvězd.
Tyto výsledky by podle autorů mohly pomoci vysvětlit, jak je možné, že černé díry nabobtnají do hmotností, kdy se tyto objekty označují za supermasivní černé díry. Vědci považují výzkum za začátek něčeho nového: vzhledem k tomu, že detektory gravitačních vln jsou vůči těmto hmotným dvojhvězdám stále citlivější, mohly by se hranice mezi jednotlivými podskupinami brzy vyjasnit.
