สล็อตแตกง่าย ระลอกคลื่นในกาลอวกาศเผยให้เห็นการชนกันของหลุมดำขนาดใหญ่และห่างไกลที่สุดใหญ่ที่สุด. ไกลที่สุด. ที่มีพลังมากที่สุด การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงครั้งใหม่จากหลุมดำที่ชนกันสองหลุม ได้เพิ่มระดับขั้นสูงสุดหลายขั้น
ยิ่งไปกว่านั้น มันยังนับเป็นการพบเห็นครั้งสุดท้ายของหลุมดำมวลปานกลาง
หลุมหนึ่งที่มีมวลระหว่าง 100 ถึง 100,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ หลุมดำขนาดกลางนั้นถูกสร้างขึ้นเมื่อหลุมดำต้นกำเนิดทั้งสองรวมตัวกันเพื่อก่อตัวเป็นหลุมขนาดใหญ่ที่มีมวลประมาณ 142 เท่าของดวงอาทิตย์ มันมีน้ำหนักมากกว่าหลุมดำทั้งหมดที่ตรวจพบก่อนหน้านี้โดยคลื่นความโน้มถ่วงอย่างมีนัยสำคัญ ระลอกคลื่นที่ย่นกาลอวกาศหลังจากเหตุการณ์รุนแรง
Emanuele Berti นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Johns Hopkins ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าวว่า “นี่คือบุคคลสำคัญที่เรารอคอยมาเป็นเวลานานที่สุด หนึ่งในสองบรรพบุรุษของยักษ์ใหญ่นั้นมีขนาดใหญ่มากจนนักวิทยาศาสตร์กำลังไตร่ตรองว่าจะอธิบายการมีอยู่ของมันอย่างไร
ตรวจพบเมื่อวันที่ 21 พฤษภาคม 2019 คลื่นความโน้มถ่วงเกิดจากแหล่งกำเนิดที่อยู่ห่างจากโลกประมาณ 17 พันล้านปีแสง ทำให้เป็นการตรวจจับระยะไกลที่สุดที่ได้รับการยืนยันแล้ว เนื่องจากการขยายตัวของเอกภพ ระยะทางดังกล่าวจึงสอดคล้องกับเวลาเดินทางประมาณ 7 พันล้านปี ซึ่งหมายความว่าคลื่นความโน้มถ่วงถูกปล่อยออกมาเมื่อเอกภพมีอายุประมาณครึ่งหนึ่งในปัจจุบัน Karan Jani นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Vanderbilt ในแนชวิลล์ สมาชิกของ LIGO Scientific Collaboration กล่าว “ฉันหวังว่ามันสมควรได้รับการบันทึกเป็นของตัวเอง”
เหตุการณ์ใหม่นี้ทำลายสถิติเจ้าของสถิติคนก่อนซึ่งเป็นการชนกันที่เกิดขึ้นห่างออกไปประมาณ 9 พันล้านปีแสงที่แผ่พลังงานออกมาประมาณ 5 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ และสร้างหลุมดำที่มีมวล 80 เท่าดวงอาทิตย์ ( SN: 12/4/18 )
นักวิจัยที่มี LIGO หรือ Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ในสหรัฐอเมริกาและ Advanced Virgo ในอิตาลีรายงานการค้นพบใหม่เมื่อวันที่ 2 กันยายนในเอกสารสองฉบับในPhysical Review LettersและAstrophysical Journal Letters
ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์รู้จักหลุมดำที่มีมวลดวงอาทิตย์หลายสิบเท่าและหลุมดำอื่นๆ ที่มีมวลดวงอาทิตย์เป็นล้านหรือหลายพันล้านเท่า แต่ระดับกลางนั้นก็ยังเข้าใจยาก มีการสอบสวนการพบเห็นหลุมดำมวลปานกลางโดยอ้างว่าก่อนหน้านี้ ( SN: 1/22/16 )
แต่สำหรับเหตุการณ์ใหม่ “ไม่ต้องสงสัยเลย”
นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์โคล มิลเลอร์แห่งมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์ที่คอลเลจพาร์ค ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้กล่าว “สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าขณะนี้มีหลุมดำมวลปานกลางอย่างน้อยหนึ่งแห่งในจักรวาล”
ต้นกำเนิดทั้งสองของหลุมดำนั้นแข็งแกร่งกว่าที่เคยเห็นมาก่อน โดยมีน้ำหนักประมาณ 85 และ 66 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ทำให้ นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าสแมชอัปนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร
โดยปกติ นักฟิสิกส์คาดหวังว่าหลุมดำที่เกี่ยวข้องกับการควบรวมเหล่านี้จะเกิดขึ้นจากการล่มสลายของดาวฤกษ์ที่กำลังจะตาย แต่ในเหตุการณ์ใหม่ คู่ที่ใหญ่กว่านั้นใหญ่มากจนไม่สามารถก่อตัวขึ้นแบบนั้นได้ กระบวนการที่ทราบกันดีซึ่งเกิดขึ้นในแกนกลางของดาวหมายความว่าดาวที่มีมวลพอเหมาะที่จะก่อตัวเป็นหลุมดำขนาดใหญ่นั้นจะระเบิดตัวเองออกจากกันโดยสิ้นเชิง แทนที่จะทิ้งซากศพไว้เบื้องหลัง
แต่อาจเป็นเพราะหลุมดำที่ชนกันหนึ่งหรือทั้งสองก่อตัวจากการรวมตัวกันของหลุมดำรอบก่อนหน้าภายในกระจุกดาวและหลุมดำที่หนาแน่น ( SN: 1/30/17 ) นั่นจะทำให้ต้นไม้ครอบครัวที่เริ่มต้นด้วยหลุมดำที่มีน้ำหนักเบาพอที่จะก่อตัวขึ้นจากดาวที่ยุบตัว
แต่มีปัญหากับคำอธิบายเกี่ยวกับการควบรวมกิจการหลายรายการ ทุกครั้งที่เกิดการรวมตัวของหลุมดำ การรวมตัวกันนั้นจะทำให้เกิดความเร็ว ซึ่งโดยปกติแล้วจะปล่อยหลุมดำที่เป็นผลลัพธ์ออกจากกระจุก เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการควบรวมกิจการต่อไป
อย่างไรก็ตาม การควบรวมกิจการครั้งใหญ่เหมือนเหตุการณ์ใหม่ดูเหมือนจะหายากมาก เนื่องจาก LIGO และ Virgo ตรวจพบเพียงรายการเดียว นั่นหมายความว่า มิลเลอร์กล่าวว่า “พระเจ้า คุณได้รับอนุญาตให้เรียกนางฟ้าฟัน” ซึ่งเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ บางทีเขากล่าวว่าบางครั้งการเตะอาจเล็กพอที่หลุมดำจะอยู่ภายในกระจุกของพวกมันและรวมเข้าด้วยกันอีกครั้ง
เหตุการณ์คลื่นโน้มถ่วงเมื่อวันที่ 21 พฤษภาคมเคยถูกเปิดเผยต่อสาธารณชนในฐานะผู้สมัครที่ไม่ได้รับการยืนยัน เพื่อให้นักดาราศาสตร์มองหาแสงวาบบนท้องฟ้าที่อาจเกิดจากการชนกัน นักวิจัยบางคนแนะนำว่าคลื่นอาจเกี่ยวข้องกับแสงแฟลร์จากใจกลางดาราจักรที่อยู่ห่างไกลออกไป ( SN: 6/25/20 ) แต่กาแล็กซีนั้นอยู่ใกล้กว่าระยะทางที่ระบุไว้ในเอกสารฉบับใหม่อย่างมาก โดยอยู่ห่างจากโลกประมาณ 8 พันล้านปีแสงมากกว่า 17 พันล้านครั้ง ทำให้คำอธิบายนี้เป็นไปได้น้อยลง
ยิ่ง LIGO และ Virgo เฝ้ามองท้องฟ้านานเท่าไร เหตุการณ์ผิดปกติที่คาดว่าจะเพิ่มขึ้นก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย Miller กล่าว “เรากำลังจะมีชุดของ ‘ไอ้บ้า ไม่คาดคิด’ เหตุการณ์ประเภทนั้น น่าตื่นเต้นที่จะคิดและให้ความรู้อย่างมากเกี่ยวกับจักรวาล” สล็อตแตกง่าย
