Un set cuprinzător de simulări realizate de astrofizicienii de la Institutul Flatiron din New York, împreună cu colaboratorii lor, a dezvăluit că câmpurile magnetice joacă un rol crucial în formarea găurilor negre masive, într-un interval considerat anterior imposibil. Această descoperire a apărut în contextul coliziunii detectate în 2023 între două găuri negre extrem de masive, la o distanță de 7 miliarde de ani-lumină, care a derutat cercetătorii, deoarece asemenea obiecte nu ar fi trebuit să existe.
Astronomii de la Center for Computational Astrophysics (CCA) au realizat simulări detaliate care urmăresc evoluția sistemelor stelare de la formarea lor până la moartea acestora. Aceștia au identificat o piesă lipsă pe care studiile anterioare o omiseseră: câmpurile magnetice. Ore Gottlieb, astrofizician și autor principal al studiului, a afirmat: „Nimeni nu a analizat aceste sisteme așa cum am făcut-o noi. Anterior, astronomii au omis complet câmpurile magnetice. Dar odată ce iei în considerare câmpurile magnetice, poți explica originea acestui eveniment unic.”
Coliziunea, denumită GW231123, a fost observată de colaborarea LIGO-Virgo-KAGRA, care măsoară unde gravitaționale provocate de mișcarea obiectelor masive. Găurile negre observate erau cele mai rapide detectate vreodată, rotind spațiul-timpul din jurul lor aproape cu viteza luminii.
Gottlieb și echipa sa au realizat două etape de simulări. Prima a urmărit o stea gigantică, de 250 de mase solare, pe parcursul vieții sale, iar a doua simulare, mai complexă, a inclus câmpurile magnetice și a analizat faza de după supernovă. Modelele sugerează o legătură între masa unei găuri negre și viteza sa de rotație, indicând cum resturile stelare formează un disc de materie care contribuie la viteza de rotație a găurii negre rezultate.
Explicația fuziunii între găuri negre masive
Recent, cercetătorii au avansat în înțelegerea procesului de fuziune între două găuri negre masive. Această fuziune, considerată anterior imposibilă, a fost explicată prin observațiile legate de influența câmpurilor magnetice și a rotației asupra evoluției stelelor. Conform studiilor efectuate, prezența rotației și a câmpurilor magnetice poate schimba fundamental evoluția post-colaps a unei stele, ceea ce duce la o reducere semnificativă a masei finale a găurii negre.
Mai exact, câmpurile magnetice puternice au fost corelate cu o încetinire a rotației și o scădere a masei finale a găurii negre, în timp ce câmpurile mai slabe conduc la formarea unor găuri negre mai grele și care se rotesc mai repede. Aceste observații sugerează o legătură directă între masa și viteza de rotație a găurilor negre, ceea ce ar putea oferi astronomilor o înțelegere mai profundă a fizicii fundamentale care guvernează aceste fenomene cosmice.
Simulările realizate în cadrul cercetărilor au arătat că formarea acestor tipuri de găuri negre poate produce explozii de raze gamma, evenimente care sunt observabile și care ar putea confirma mecanismele implicate în fuziunea lor.
