Astrofyzici popsali masivní gravitační vlnu, která vznikla spojením dvou velkých černých děr v jeden objekt, jehož existence je podle současné znalosti fyzikálních jevů krajně nepravděpodobná.
Kosmickým prostorem se šíří rychlostí světla gravitační vlny, které se pohybují podobně jako poklidné vlnky na hladině rybníka. Jenže občas do vody spadne něco obrovského a z vlnek se stanou velké vlny. A něco takového se stalo i v kosmu: detektory na Zemi nedávno zachytily masivní gravitační tsunami. Vědci teď popsali, co bylo příčinou.
Byla jí obří srážka dvou černých děr, žádnou větší ještě pozemské přístroje nepozorovaly. Vznikem tohoto splynutí dvou masivních neviditelných objektů je nový neviditelný objekt: gigantická černá díra, která má hmotnost 225 Sluncí a leží 10 miliard světelných let od Země. Informace, které vědci získali z měření, jsou pro ně nesmírně zajímavé. Rovnou v několika ohledech totiž porušují představy, které astrofyzici o černých dírách měli. Autoři nového výzkumu se teprve snaží pochopit, jak bylo něco takového vůbec možné.
Kosmická meteostanice
Detektor LIGO by se dal přirovnat k meteorologické stanici, která sleduje chování hladiny nějakého rybníku. Jen v tomto případě je tím rybníkem celý známý vesmír a vlnkami gravitační vlny. Jde o obří laserové přístroje umístěné v amerických státech Louisiana a Washington, které jsou schopné měřit vlny, jimiž se gravitace šíří kosmem. Poprvé se jim to podařilo teprve v únoru roku 2016, vědci to označili za převratný objev, který může zcela změnit schopnost lidstva poznávat vesmír.
Fyzik Mark Hannam z Kolumbijské univerzity tehdy úspěch komentoval slovy: „Nebe už nikdy nebude jako dřív.“ A věřil, že LIGO nemine Nobelova cena. A ta opravdu přišla, hned o rok později.
LIGO zaznamenalo od té doby už několik stovek narušení kosmické hladiny silnějšími vlnami, hlavně supernovami, neutronovými hvězdami a také černými dírami – jen těch už vědci registrovali asi tři stovky.
Jenže nová vlna byla oproti těm dřívějším opravdovou tsunami: nově vzniklá černá díra je skoro desetkrát masivnější než ta první objevená vzniklá srážkou a dalece překonává vše, co doposud věda zaznamenala. Autoři to zatím popsali na vědecké konferenci v Glasgow, ale brzy vše vydají i formou studie.
Jako když se roztočí dva tanečníci
Vědci objekt pojmenovali jako GW231123, zatím nepřišli se zapamatovatelnějším názvem. Stvořily ho dvě menší černé díry, 137krát a 103krát hmotnější než Slunce. Rotují přitom asi 400tisíckrát rychleji než Země, což se blíží teoretickému limitu, který vědci předpokládají. Vytvářejí tak stále větší černou díru. Pro představu: dosavadní rekordman má zhruba 140násobek hmotnosti Slunce.
Vědce tento objev překvapil. Tak extrémně těžké objekty, které rotují tak obří rychlostí, by totiž neměly být dost stabilní, aby mohlo ke spojení dojít. Jako když se na tanečním parketu roztočí dva tanečníci, například jako ve známé taneční scéně z filmu Titanic. Čím rychleji se točí a čím těžší jsou, tím náročnější pro ně je, aby se za ruce udrželi.
Podobné zákonitosti platí i pro černé díry. I ony by měly být omezené tím, co ještě udrží. Zjednodušeně řečeno: kdyby se v Titanicu točili tak rychle, utrhlo by to oběma tanečníkům ruce. Jenže přesto ke spojení opravdu došlo a LIGO tento krátký ale nesmírně intenzivní signál zachytil. Jak je to možné?
Jednou z možností, kterou vědci zvažují, je, že obě černé díry vznikly dřívějším splynutím menších černých děr. Reálně by se tedy mohlo jednat o čtvernou černou díru a takový systém by měl zřejmě zvláštní a podivné vlastnosti, jež by něco takového mohly teoreticky umožňovat.
Právě extrémní situace totiž podle nich umožňuje úplně nové pohledy na to, co se ve vzdáleném vesmíru děje a jaká pravidla v něm platí. Připouštějí ale, že jen prozkoumání tohoto signálu může trvat celé roky.
