A 2024 végén észlelt gravitációs hullámok ismét bebizonyították, hogy a világegyetem tele van meglepetésekkel. A LIGO–Virgo–KAGRA együttműködés kutatói két olyan fekete lyuk-összeolvadást azonosítottak, amik nemcsak ritkaságuk miatt különlegesek, hanem azért is, mert múltjukról árulkodnak: ezek a jelek szerint másodgenerációs fekete lyukak, vagyis korábbi ütközésekből született objektumok, amik most újra egymásnak csapódtak.

Az első esemény, a GW241011, 700 millió fényévnyire történt, amikor egy 17 és egy 7 naptömegű fekete lyuk spirálozott össze. A nagyobbik fekete lyuk rendkívüli sebességgel forgott, és a kutatók szerint az eddig megfigyelt leggyorsabbak közé tartozott. Egy hónappal később, 2,4 milliárd fényévnyire, a GW241110 jelű összeolvadás során egy 16 és egy 8 naptömegű fekete lyuk ütközött, ám itt egy egészen új jelenséget figyeltek meg: a nagyobbik fekete lyuk a pályájával ellentétes irányban forgott. Ez volt az első alkalom, hogy retrográd, vagyis visszafelé forgó fekete lyukat sikerült azonosítani – írja az Universe Today.

A kutatók szerint ezek a furcsaságok arra utalnak, hogy az érintett fekete lyukak nem egyszerű csillagmaradványok, hanem korábbi összeolvadásokból származó objektumok, amik „sebeket” hordoznak magukon. Ahogy Gianluca Gemme, a Virgo Kollaboráció szóvivője fogalmazott: „Ezek a fekete lyukak nem pusztán elszigetelt csillagmaradványokként léteznek, hanem valószínűleg egy sűrű és dinamikus közeg tagjaiként.”

Deformálta a téridőt

A GW241011 esemény különösen fontosnak bizonyult Einstein általános relativitáselméletének tesztelésében. A gyorsan forgó fekete lyuk ugyanis enyhén deformálta a téridőt, és ennek lenyomata a gravitációs hullámokban is megjelent. A jel elemzése példátlan pontossággal erősítette meg Einstein és Roy Kerr matematikai előrejelzéseit.

A felfedezés további hozadéka, hogy a gyorsan forgó fekete lyukak segítségével vizsgálhatók az úgynevezett ultrakönnyű bozonok, amiket a Standard Modell határain túlmutató elméletekben szerepelnek. Ezek a részecskék elméletileg energiát vonnának el a fekete lyukak forgásából, ám a GW241011-ben megfigyelt objektum továbbra is rendkívül gyorsan pörög, ami egész részecsketömeg-tartományokat zár ki a lehetséges elméletek közül.

A LIGO–Virgo–KAGRA együttműködés eddig körülbelül 300 fekete lyuk-összeolvadást azonosított gravitációs hullámok révén. Minden egyes új észlelés nemcsak a fekete lyukak természetéről árul el többet, hanem a világegyetem rejtett szerkezetéről is. A mostani két esemény pedig különösen fontos mérföldkő, hiszen először sikerült bizonyítékot találni arra, hogy a fekete lyukak „újrahasznosítják” önmagukat, és másodgenerációs formában is képesek tovább élni.