Ljóskasti ólíkt því sem áður var tekið

Stjörnufræðingar segja að þeir hafi fangað óvæntan neista eftir árekstur tveggja svarthola.

Caltech / R. Hurt (IPAC)

Stjörnufræðingar hoppa venjulega ekki fram úr rúminu þegar þeir fá viðvörun um miðja nótt um að einhvers staðar langt í burtu hafi tvö svarthol skellt hvort í annað og sent höggbylgjur í gegnum alheiminn. Þessa dagana er uppgötvun svarthola sem rekast á venja og stjörnufræðingar vita hvað þeir eiga að gera: Fara aftur að sofa.

Þeir munu vakna ef um sameiningu á milli er að ræða nifteindastjörnur —afgangar kjarna risastjarna sem urðu eldsneytislaus og sprungu — þannig að þær geta kallað fram sjónauka til að skanna himininn í leit að ljósbylgju. En með par af svartholum er ekki mikið að sjá. Venjulega.

Stjörnufræðingar tilkynnti í dag að þeir hafi komið auga á það sem gæti verið neisti frá árekstri tveggja fjarlægra svarthola. Verði hún staðfest myndi uppgötvunin marka fyrsta sinn sem stjörnufræðingar fanga ljós sem myndast við sameiningu myrkustu fyrirbæra alheimsins.

En svarthol gefa ekki frá sér ljós; þeir fanga það. Heilar stjörnur geta rifnað og gleypt við óheppni við svarthol. Hvernig gat nokkur fundur tveggja svarthola framkallað ljós eins og augu okkar sjá?

Það gerðist í maí síðastliðnum — frá okkar sjónarhóli, að minnsta kosti, vegna þess að það tekur margar milljónir ára fyrir afleiðingar slíkra atburða að ná til jarðar. Þyngdarbylgjurnar létu vita, eins og venjulega, í stjörnustöðvum í Bandaríkjunum og á Ítalíu sem sérstaklega voru hönnuð til að greina þær. Um svipað leyti var stjörnustöð í Kaliforníu, forrituð til að koma auga á lýsandi hluti á himninum, á næturferðum sínum. Það tók upp bjartan blossa í myrkrinu. Stjörnufræðingar raktu flassið að miðju fjarlægrar vetrarbrautar, þar sem risastórt svarthol liggur, umkringt glóandi skífu af þyrlandi gasi og ryki.

Lesa: Þyngdarbylgjur halda áfram að rúlla framhjá jörðinni

Á disknum eru smærri svarthol og stundum komast þau nógu nálægt til að rekast á. Vísindamennirnir á bak við nýju blaðið, sem birt var í dag í Líkamleg endurskoðunarbréf , trúa því að þegar tvö af þessum svartholum brotnuðu saman hafi kraftur höggsins skaðað rýmið í kringum þau og sent þyngdarbylgjur út á við, eins og hringir í tjörn. Svartholin runnu saman í eitt, stærra svarthol og skutust í gegnum gasskífuna, þrýstu nærliggjandi efni og hituðu það upp. Sú skyndilega hreyfing varð til þess að gasið í kring ljómaði enn bjartara — nógu bjart til að sjónaukar á jörðinni gætu komið auga á blossa. Ástæðan fyrir því að við fáum eitthvað ljós frá þessu er sú að svarthola tvíundirsamruninn er innbyggður í miklu meira spennandi hverfi, segir Mansi Kasliwal, stjörnufræðiprófessor við Caltech og einn af höfundum nýju ritsins.

Vísindamennirnir telja að ljósglampi og þyngdarbylgjur hafi gosið hér, frá sama atburði.

Blossinn er að lýsa upp hið ósýnilega, sagði Rosanne Di Stefano, stjarneðlisfræðingur við Harvard háskóla sem ekki tók þátt í rannsókninni. Það gefur ljós á svæði þar sem eitthvað heillandi hefur gerst og heillandi hlutur er enn til - sameiningin.

Himininn sem vísindamennirnir rannsökuðu er fullt af vetrarbrautum og stjörnufræðingar eru ekki hissa þegar þeir ná sprengistjörnum, lýsandi sprengingum deyjandi stjarna, sem skjóta upp kollinum í nágrenninu. Stjörnufræðingarnir segjast hafa íhugað og útilokað sprengistjörnur og nokkrar skýringar á ljómanum. Þeir benda einnig á hegðun svartholsins í miðju viðkomandi vetrarbrautar; Þegar það nærist á nærliggjandi efni getur svartholið sett upp stórkostlegar ljósasýningar, en athuganir sýna að hluturinn hélst nokkuð stöðugur í 15 ár áður en þessi skyndilega bylgja var síðasta vor.

Lestu: „Nýr Rosetta steinn fyrir stjörnufræði“

Samt sagði Di Stefano að hún sé ekki enn sannfærð um að sameiningin sé ástæðan fyrir blossanum. Fyrir henni líkist undirskrift blossans sem lýst er í þessari rannsókn sprengingu sem hún kynnist í eigin verkum með svartholum. Þessi blossi, sagði hún, hafi myndast þegar risasvarthol fór fram fyrir annað, nærliggjandi risasvarthol. Þrátt fyrir að stóru fyrirbærin tvö hafi í raun aldrei rekist á, sveigðu hreyfingar þeirra björtu skífuna af geimefni í kringum eitt af svartholunum, þannig að það birtist jörðinni, eins og skyndilega, bjart blikk.

Stjörnufræðingar fundu flassið sem lýst er í nýju blaðinu í gögnum úr sjónauka. Þegar þeir áttuðu sig á því að ljósið gæti hafa komið frá svartholum, mánuðum síðar, var ljóminn þegar að dofna og of daufur til að hægt væri að rannsaka það nánar. En þeir munu fljótlega fá tækifæri til að gera það aftur: Teymið spáir, byggt á tölvuhermum, að svartholið sem var smíðað frá þessum öfluga árekstri og sparkað út muni þysja aftur inn á diskinn af heitu efni einhvern tíma á næstu tveimur ár. Atburðurinn myndi framleiða enn eitt ljómandi ljósglampa og að þessu sinni munu stjörnufræðingar standa við hlið til að ná því.

Í augnablikinu eru vísindamenn í myrkri um hvers kyns nýja árekstra; þyngdarbylgjuskynjararnir voru gert hlé í lok mars vegna kransæðaveirufaraldursins og hefur ekki enn hafið starfsemi á ný. Ef sjónaukar koma auga á önnur forvitnileg blossa á næturhimninum á næstu mánuðum verður engin leið að athuga hvort ljósið gæti streymt frá pari af dularfullustu fyrirbærum alheimsins sem spólast saman í geimskekkjuárekstri.

Við munum ekki vita hverju við misstum af, nema að alheimurinn er svo stór að það er sjaldan neitt sem er svo sérstakt að það myndi bara gerast einu sinni, segir Maya Fishbach, útskriftarnemi við háskólann í Chicago sem rannsakar þyngdarbylgjustjörnufræði, og tók ekki þátt í nýju niðurstöðunum. Ég er viss um að hvað sem við misstum af, þá verður til annað kerfi sem er mjög líkt því, að þegar við kveikjum aftur á því munum við ná því.