رصدخانه لیزری تداخلسنج امواج گرانشی (لایگو) واضحترین سیگنال حاصل از برخورد سیاهچالهها را تاکنون آشکار کرده است که پیشبینیهای کلیدی نظریه نسبیت عام را با نجوم گرانشی تأیید میکند. این اندازهگیری که همزمان با دهمین سالگرد ثبت نخستین سیگنال لایگو منتشر شده، بخشی از آخرین انتشار دادههای این رصدخانه است.
امواج گرانشی، موجهایی در فضازمان هستند که اینشتین در سال ۱۹۱۶ پیشبینی کرد. از زمان کشف نخستین امواج گرانشی ناشی از برخورد دو سیاهچاله یک قرن بعد، گویی سدها شکستهاند – لایگو اکنون تقریباً هر سه روز یکبار ادغام سیاهچالهها را رصد میکند.
افزایش کشفها مرهون بهبود چهاربرابری حساسیت نجوم گرانشی است که اکنون برای اولین بار به پژوهشگران امکان داده تا «فرونشست» (ringdown) یک سیاهچالهٔ حاصل از ادغام را دقیقاً اندازهگیری کنند؛ حالتی که سیاهچاله پس از برخورد آرام میگیرد. با تحلیل ارتعاشات نهایی رویدادی به نام GW250114، این همکاری علمی دریافت که جرم و تکانه زاویهای (اسپین) سیاهچالهٔ جدید، با راهحلهای معادلات اینشتین که فیزیکدان “روی کر” بیش از ۶۰ سال پیش یافته بود، همخوانی دارد. اندازهٔ افق رویداد سیاهچالهها پیش و پس از ادغام نیز با پیشبینیهایی که “استیون هاوکینگ” ۵۵ سال قبل انجام داده بود مطابقت دارد. نتایج در سپتامبر در نشریه «Physical Review Letters» منتشر شده است.
این رویداد و سایر رویدادهای بخش نخست چهارمین دور رصد لایگو – که این اثر هنری، نمای GW250114، برخورد دو سیاهچاله را تصور کرده است – در ۲۵ اوت بهعنوان بخشی از فهرست بهروزشدهای که توسط همکاری “لایگو-ویرگو-کاگرا” گردآوری شده، منتشر شدند. جدیدترین دور کشفها اکنون به زمانی از جهان دست یافته که ۸ میلیارد سال عمر داشت، کمی بیش از نیمی از سن کنونی آن.
نتایج جدید شامل ۱۲۸ ادغام با اطمینان آشکارشده است که به جز دو مورد، همه برخوردهای سیاهچالههای دوتایی بودهاند. با این رویدادها، تعداد کل رویدادهای ثبتشده در تمامی دورههای رصد تاکنون به ۲۱۸ مورد میرسد که بیش از دو برابر شمارش قبلی است. این ادغامها پیامدهایی در طیف گستردهای از موضوعات، از کیهانشناسی تا خود گرانش دارند که در انبوهی از مقالات همراه مورد بحث قرار گرفتهاند. پژوهشگران در حال فرآیند ارسال این مقالات به نشریه «Astrophysical Journal Letters» برای یک شماره ویژه آتی هستند.
بر اساس جرم اجرام، به نظر میرسد دو مورد از ۱۲۸ ادغام، شامل یک سیاهچاله و یک ستاره نوترونی شده باشند. (هیچکدام از ادغامهای این دوره شامل دو ستاره نوترونی نبودهاند.) اما در حالی که ستارهشناسان انتظار دارند سیاهچالهها بتوانند ستارههای نوترونی را پیش از بلعیدن تکهتکه کنند، پژوهشگران برای این دو ادغام نشانی از تکهتکهشدن نیافتهاند.
۱۲۶ رویداد دیگر، ادغام دو سیاهچاله بودند که گستره وسیعی از جرمها از ۴ برابر جرم خورشید تا بیش از ۱۰۰ برابر آن را در بر میگیرند.
