Vědci zachytili největší příval gravitačních vln v historii

Astronomové objevili rekordní počet gravitačních vln najednou. Podle nich toto pozorování významně pomůže pomoci pochopit vývoj vesmíru, ale také mechanismus vzniku i zániku hvězd.

Černá díra, ilustrační snímek
Zdroj: Pixabay

Od roku 2015 zaznamenali badatelé celkem 90 gravitačních vln – při nejnovějším pozorování to bylo 35 vln, tedy celkem třetina. Astronomové k tomu využili observatoř Ligo v USA a přístroj Virgo v Itálii, oblohu v tomto experimentu sledovali od listopadu 2019 do března 2020.

Gravitační vlny nejsou vlnky, které by se šířily prostorem – jde o vlnění samotné podstaty časoprostoru. Vznikají jen při těch nejmasivnějších kosmických událostech, například když se srazí dvě černé díry.

Jejich existenci teoreticky předpověděl už před sto lety fyzik Albert Einstein, vědě ale chyběly nástroje pro jejich detekci – vlny jsou sice extrémně silné, zachycení ale vyžaduje speciální vybavení. Poprvé se to astronomům podařilo v roce 2016 a objev byl oceněn Nobelovou cenou za fyziku.

Počin přepsal možnosti vědy – zatímco do té doby mohla vesmír jen pozorovat, nyní získala schopnost mu i naslouchat. Fyzici popsali přelom jako otevření nového okna, které nabízí zcela nový pohled na svět.

„Gravitační vlny nejsou světlo,“ líčí Shanika Galaudageová z Monash University.  „Můžeme vidět věci, které jsou neviditelné, například splynutí binárních černých děr.“

Právě tento jev astronomové zachytili během posledních pozorování: z pětatřiceti nových detekcí jich 32 pravděpodobně pocházelo ze splynutí nebo srážky dvou černých děr.

Zajímavé objevy

Mezi ty nejzajímavější výsledky výzkumu patří například objev dvou masivních párů černých děr obíhajících kolem sebe – jeden pár byl 145krát těžší než hmotnost slunce a druhý 112krát. Vědci také objevili „lehký“ pár černých děr, jejichž kombinovaná hmotnost byla pouze 18krát větší než hmotnost naší nejbližší hvězdy.

Autoři předpokládají, že jiného původu jsou jen dvě gravitační vlny – ty zřejmě vznikly splynutím neutronové hvězdy s černou dírou. Neutronové hvězdy jsou malé, ale přitom neuvěřitelně husté objekty. Váží sice přibližně 1,4násobek hmotnosti Slunce, ale mají velikost města asi o rozměrech Brna.

Počet nově objevených černých děr se zvýšil oproti minulosti asi desetinásobně – podařilo se toho dosáhnout zejména díky vylepšení detekčních schopností přístrojů, například zvýšením výkonů laserů. Neutronové hvězdy při srážkách nevytvářejí tak silné gravitační vlny jako černé díry, protože nejsou tak hmotné.

Vědci doufají, že po dostatečném vylepšení přístrojů budou schopni detekovat i ještě slabší gravitační vlny, například ty, jež vznikají z hvězd, které se mění na supernovy. Právě tohle je pro astronomii velmi důležité – experti by mohli lépe pochopit, jak hvězdy umírají a jaký je jejich životní cyklus, díky čemuž by měli možnost poodhalit budoucnost vesmíru.