Przełomowe odkrycie wstrząsnęło społecznością naukową: po raz pierwszy zaobserwowano system trzech czarnych dziur oddziałujących w złożonym kosmicznym tańcu. To odkrycie, fascynujące zarówno ekspertów, jak i entuzjastów astronomii, wyłoniło się z nowych analiz fal grawitacyjnych wykrytych przez LIGO.
Wydarzenie rozpoczęło się w 2019 roku, kiedy instrumenty amerykańskiego obserwatorium LIGO zarejestrowały serię fal czasoprzestrzeni. Fale te, spowodowane zderzeniem dwóch ekstremalnych obiektów, zaintrygowały astronomów ze względu na znaczną różnicę mas między nimi; jedna czarna dziura była około dziesięciokrotnie cięższa od drugiej. Przez lata anomalia ta pozostawała niewyjaśniona. Teraz nowe badanie chińskiej Akademii Nauk, opublikowane w The Astrophysical Journal Letters, proponuje przekonującą hipotezę: w tle tego zdarzenia obecna była trzecia, supermasywna czarna dziura.
Idea trzech oddziałujących ze sobą czarnych dziur może brzmieć jak science fiction, jednak fizyka doskonale wyjaśnia ten kosmiczny taniec. Dwa obiekty o bardzo różnych masach, około 23 i 2,6 mas Słońca, połączyły się, tworząc nową osobliwość. Kluczową rolę w ułatwieniu tego spotkania przypisuje się obecności trzeciej, supermasywnej czarnej dziury, której masa szacowana jest na co najmniej sto tysięcy mas Słońca. Choć sama nie została bezpośrednio zaobserwowana, jej wpływ jest wyraźnie widoczny w symulacjach komputerowych, które wskazują, że bez jej grawitacyjnego oddziaływania kolizja mogłaby nie dojść do skutku.
Naukowcy ponownie przetworzyli dane LIGO za pomocą zaawansowanych modeli komputerowych, szukając charakterystycznego sygnatura. Proces ten ujawnił jednoznaczny ślad potwierdzający obecność tego ukrytego giganta. Stanowi to nie tylko szczegół techniczny, ale pierwsze międzynarodowe potwierdzenie istnienia potrójnego systemu czarnych dziur. Odkrycie to podkreśla znaczenie symulacji komputerowych w interpretacji słabych i niekompletnych sygnałów fal grawitacyjnych, które pozwalają na zrozumienie złożonych zjawisk kosmicznych, takich jak kolizje czarnych dziur.
Nowo powstała czarna dziura będzie kontynuować swój taniec grawitacyjny z masywnym partnerem przez miliardy lat, zanim zostanie przez niego pochłonięta. Potwierdzenie istnienia potrójnych systemów czarnych dziur otwiera nowe perspektywy w badaniach nad formowaniem się galaktyk i ewolucją czasoprzestrzeni, dostarczając kluczowych informacji o najbardziej dynamicznych procesach we wszechświecie. Każdy nowy sygnał fal grawitacyjnych i przetworzone dane wzbogacają naszą wiedzę o kosmosie, zapowiadając przyszłe odkrycia dzięki coraz bardziej czułym instrumentom.
Chińska Akademia Nauk aktywnie uczestniczy w badaniach nad falami grawitacyjnymi, rozwijając własne projekty, takie jak Taiji i TianQin, mające na celu badanie tych zjawisk z perspektywy kosmicznej, co stanowi znaczący krok w międzynarodowym wysiłku badawczym. Analiza danych z detektorów takich jak LIGO jest kluczowa dla zrozumienia złożonych zjawisk astrofizycznych, a ponad tysiąc naukowców z różnych krajów współpracuje w ramach LIGO Scientific Collaboration, aby udoskonalać detektory i analizować zebrane informacje.