A feketelyuk-ütközésekkor létrejövő gravitációs hullámokból az újonnan létrejövő fekete lyuk alakjára is lehet következtetni – írja az Eurekalert a Galíciai Nagyenergiás Fizikai Intézet és a Georgiai Műszaki Intézet kutatása alapján.
A fekete lyukak normál esetben teljesen csendes objektumok, amelyek elnyelnek mindent, ami a közelükbe kerül. Akkor azonban, ha összeütköznek, olyan mértékű energia szabadul fel, ami meggörbíti a teret: gravitációs hullámokat hoz létre, amiket aztán a Földön, ha éppen figyelünk, a LIGO és Virgo detektorokkal képesek vagyunk rögzíteni.
Eddig leginkább csak magukra az ütközésekre figyeltek a kutatók, de most azt is elkezdték vizsgálni, hogy az ütközés által létrejött fekete lyuknak milyen az alakja. Az ütközés során ugyanis egy másodperc töredéke alatt egy nagyon deformált objektum jön létre, ami lehetőséget ad a kutatóknak arra, hogy jobban megvizsgálják a gravitációt magát, amiről még mindig elég keveset tud a szakma.
A Communications Physics tudományos folyóiratban megjelent tanulmány szerzői szerint az összeütközött, még deformált fekete lyukak lehetnek a kulcs a gravitáció megértéséhez, és a gravitációs hullámokban erről kell, hogy legyen információ elrejtve. A kutatók szuperszámítógép segítségével szimulációkat futtattak a feketelyuk-ütközésekről, majd összehasonlították a létrejött, gyorsan változó fekete lyuk alakját az általa kibocsátott gravitációs hullámokkal. Rájöttek, hogy az elméletük helyes volt: a hullámok sokkal több információt tartalmaznak az ütközésről, mint korábban bárki gondolta volna.
Az ütközésekből érkező gravitációs hullámokat úgynevezett chirpnek, vagyis csiripelésnek szokták nevezni. Ahogy két fekete lyuk közeledik egymáshoz, egyre magasabb frekvenciájú és amplitúdójú jelet bocsátanak ki, amiből ki lehet olvasni az egymás körül keringés sebességét és a pálya sugarát. Ahogy az ütközés megtörténik, és egy fekete lyuk marad, az küld egy utolsó jelet, ami állandó hangmagassággal és csökkenő amplitúdóval érkezik,
Amikor azonban a kutatók közelebb néztek, és a fekete lyuk „egyenlítője” környékéről kibocsátott jeleket figyelték meg, rájöttek, hogy teljesen mások, mint a korábban megfigyeltek, és több információt hordoznak. Ennek a létrejött fekete lyuk formájához lehet köze: kiderült, hogy az ütközés után a létrejött fekete lyuk gesztenyeformájú, az egyik oldala egyenesebb, a másik pedig csúcsosabb. A görbülő oldaláról több gravitációs hullámot bocsát ki, mivel folyamatosan forog, a csúcsa mindig másfelé mutat, ezzel több chirp jelet is ad magából.
A szakértők megjegyezték, hogy az ő kutatásuk az első, ami bizonyítja: a gravitációs hullámok és a végső fekete lyuk viselkedése között van kapcsolat. Az összefüggést már sejtették, de még nem sikerült bizonyítani – egészen eddig.
