Catalogul GWTC-5.0 dezvăluie trei „fabrici” diferite de găuri negre în Univers

Colaborarea internațională LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) a lansat oficial cel mai impresionant catalog de detecții ale undelor gravitaționale. Datele colectate de detectoarele LIGO (SUA) și Virgo (Europa) oferă astronomilor un set fără precedent: sute de coliziuni cosmice între perechi de găuri negre, fiecare generând o gaură neagră nouă, mult mai grea.

Trei „fabrici” cosmice de găuri negre

Folosind noul set de date, compilat în Gravitational-Wave Transient Catalog (GWTC-5.0), oamenii de știință de la Universitatea Monash din Australia au identificat dovezi clare că sistemele binare de găuri negre nu se nasc toate în același mod. În esență, în Univers operează „linii de asamblare cosmice” complet diferite, în medii unice.

Până acum, astronomii analizau anomaliile individuale. Noul catalog, care cuprinde aproape 400 de detecții de unde gravitaționale, permite trecerea la profilarea statistică a întregii populații de găuri negre.

„Acest set masiv de date ne oferă o indicație clară că fuziunile de găuri negre binare pe care le observăm se formează în mai multe moduri diferite”, explică dr. Sharan Banagiri, cercetător principal la Școala de Fizică și Astronomie a Universității Monash.

Rotație extrem de rapidă și mase distincte

Conform studiului, au fost identificate trei mari „fabrici” de găuri negre. Unele sisteme se formează dintr-un singur nor masiv de gaz care se prăbușește pentru a da naștere la două stele uriașe, care devin ulterior găuri negre. Alte găuri negre rătăcesc prin medii dense, cum sunt roiurile stelare aglomerate, unde se intersectează și devin captive în gravitația reciprocă. Unele dintre obiectele detectate sunt rezultatul direct al unor coliziuni anterioare dintre alte două găuri negre.

Una dintre cele mai fascinante descoperiri este viteza de rotație. În timp ce Soarele se rotește o dată la 25 de zile, dacă ar deveni o gaură neagră, s-ar învârti de câteva mii de ori pe secundă. Cercetătorii au observat că găurile negre cu rotație extrem de rapidă se împart în două categorii de mase: o populație între 10 și 20 de mase solare și alta care depășește de 45 de ori masa Soarelui.

Evenimente remarcabile în catalog

Obiectele din a doua categorie, mult mai masive, tind să aibă o origine ierarhică (născute din fuziuni anterioare) și prezintă o probabilitate ridicată de a fuziona cu găuri negre mai mici. Catalogul GWTC-5.0 include evenimente cu proprietăți remarcabile, cum este GW241127, un sistem cu găuri negre de mase foarte diferite și orbite puternic înclinate, dar și GW240615, evenimentul cu cea mai precisă localizare pe cer obținută până în prezent.