Μια ανακάλυψη που συγκλονίζει τον κόσμο της αστροφυσικής ήρθε στο φως χάρη στο Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων LIGO στις ΗΠΑ: η μεγαλύτερη καταγεγραμμένη συγχώνευση μαύρων τρυπών ως σήμερα, με χαρακτηριστικά που αμφισβητούν θεμελιώδη μοντέλα της αστρικής εξέλιξης.
Το κοσμικό αυτό γεγονός, το οποίο καταγράφηκε τον Νοέμβριο του 2023 και φέρει την κωδική ονομασία GW231123, αφορά τη σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών με μάζες περίπου 100 και 140 φορές μεγαλύτερες από εκείνη του Ήλιου. Η σύγκρουσή τους δημιούργησε μια νέα, τεράστια μαύρη τρύπα, βάρους περίπου 225 ηλιακών μαζών, καθιστώντας την τη μαζικότερη συγχώνευση που έχει ανιχνευθεί ποτέ μέσω βαρυτικών κυμάτων.
Αντίθετες στις προβλέψεις της φυσικής
Το αξιοσημείωτο είναι ότι οι δύο αυτές μαύρες τρύπες εμπίπτουν σε ένα «απαγορευμένο» θεωρητικά φάσμα μάζας, μεταξύ 60 και 130 ηλιακών μαζών, στο οποίο, σύμφωνα με τις υπάρχουσες θεωρίες, τα αστέρια δεν θα έπρεπε να καταλήγουν σε μαύρες τρύπες αλλά να διαλύονται λόγω αστάθειας κατά την έκρηξη σουπερνόβα.
«Βλέπουμε μαύρες τρύπες που δεν θα έπρεπε να υπάρχουν», δήλωσε η θεωρητική αστροφυσικός Priyamvada Natarajan του Πανεπιστημίου Yale, η οποία δεν συμμετείχε στην έρευνα, τονίζοντας την πρόκληση που αυτή η παρατήρηση θέτει για τα υπάρχοντα κοσμολογικά μοντέλα.
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι οι εν λόγω μαύρες τρύπες δεν σχηματίστηκαν άμεσα από κατάρρευση άστρων, αλλά πιθανότατα ήταν προϊόντα προηγούμενων συγχωνεύσεων, ένα είδος κοσμικού γενεαλογικού δέντρου με μαύρες τρύπες που συγχωνεύονται ιεραρχικά. Μια εντυπωσιακή εικόνα του φαινομένου έδωσε ο φυσικός Άλαν Γουάινσταϊν του Caltech: «Είναι σαν τέσσερις παππούδες και γιαγιάδες που συγχωνεύονται σε δύο γονείς, οι οποίοι συγχωνεύονται σε μία “μωρό” μαύρη τρύπα».
Η σύγκρουση εκτιμάται ότι συνέβη σε απόσταση 2,3 έως 13,4 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη, καθιστώντας την ένα γεγονός που συνέβη στο μακρινό παρελθόν του Σύμπαντος.
Ρεκόρ περιστροφής κοντά στα όρια της σχετικότητας
Ακόμη πιο εντυπωσιακό είναι το γεγονός ότι οι δύο μαύρες τρύπες περιστρέφονταν με εξαιρετική ταχύτητα, περίπου 40 φορές ανά δευτερόλεπτο, ταχύτητα που αγγίζει το θεωρητικό όριο που προβλέπει η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν για να διατηρηθεί η σταθερότητα μιας μαύρης τρύπας.
Η ανακάλυψη δίνει νέα πνοή στην έρευνα για το πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι μαύρες τρύπες και ίσως δώσει απαντήσεις σε ένα από τα μεγαλύτερα ανοιχτά ερωτήματα της αστρονομίας: Πώς δημιουργήθηκαν οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες – εκείνες που ζυγίζουν εκατομμύρια ηλιακές μάζες και βρίσκονται στο κέντρο των περισσότερων γαλαξιών, όπως και του δικού μας;
Παρότι έχουμε επαρκείς αποδείξεις για την ύπαρξη μαύρων τρυπών μικρής και πολύ μεγάλης μάζας, εκείνες ενδιάμεσης μάζας (100–100.000 ηλιακές μάζες) παραμένουν μυστηριώδεις. Αυτή η νέα παρατήρηση θα μπορούσε να είναι το χαμένο κομμάτι του παζλ, δίνοντας υπόσταση σε μια τάξη ουράνιων σωμάτων που μέχρι πρότινος θεωρούνταν σπάνια ή θεωρητικά.
Η επιστήμη προχωρά, η χρηματοδότηση απειλείται
Η ανακάλυψη παρουσιάστηκε πρόσφατα στη διεθνή συνάντηση GR-Amaldi για τα βαρυτικά κύματα στη Γλασκώβη, ενώ το σχετικό επιστημονικό άρθρο έχει αναρτηθεί στον διακομιστή προδημοσιεύσεων arXiv. Την ίδια ώρα, η έρευνα για τα βαρυτικά κύματα στις ΗΠΑ αντιμετωπίζει σοβαρές περικοπές χρηματοδότησης, απειλώντας το μέλλον τέτοιων πρωτοποριακών παρατηρήσεων.
Καθώς η επιστημονική κοινότητα απορροφά το εύρος αυτής της κοσμικής ανακάλυψης, ένα πράγμα είναι βέβαιο: το Σύμπαν συνεχίζει να μας εκπλήσσει, και ίσως να μας καλεί να ξαναγράψουμε τις βασικές εξισώσεις που το περιγράφουν.
