Il "pool" di buchi neri potrebbe spiegare strani aspetti delle fusioni di buchi neri del 2019

Nel 2019, la collaborazione LIGO/VIRGO ha catturato un segnale di onda gravitazionale da una fusione di buchi neri che si è rivelata una delle più da record. Soprannominato “GW190521”, era il più massiccio e il più lontano di tutti e produceva il segnale più energico mai rilevato ed è apparso nei dati come un “pop” piuttosto che il solito “chirp”.

Inoltre, il nuovo buco nero risultante dalla fusione era circa 150 volte più pesante del nostro sole, rendendo GW190521 la prima osservazione diretta di un buco nero di massa intermedia. Ancora più strano, i due buchi neri che si sono fusi erano confinati in un’orbita ellittica (non circolare) e i loro assi di rotazione erano molto più inclinati del normale per quelle orbite.

I fisici non amano altro che trovarsi di fronte a un intrigante enigma che non sembra rientrare immediatamente in una teoria consolidata, e GW190521 ha dato loro proprio questo. Nuove simulazioni teoriche suggeriscono che tutti questi strani aspetti possono essere spiegati dalla presenza di un singolo buco nero nell’ultima danza del sistema binario per creare una “danza caotica”. nuova carta Pubblicato sulla rivista Nature.

come siamo Precedentemente menzionatoIl 21 maggio 2019, i rivelatori della collaborazione hanno raccolto il segnale rivelatore di una fusione binaria di un buco nero: quattro brevi impulsi della durata di meno di un decimo di secondo. Più corto è il segnale, maggiore è la massa dei buchi neri che si uniscono, in questo caso rispettivamente 85 e 66 masse solari. I buchi neri si sono fusi in un nuovo buco nero più grande di circa 142 masse solari, rilasciando l’equivalente di 8 masse solari, da qui il forte segnale captato dai rivelatori.

Ciò che ha reso questo evento così insolito è che la misurazione di 142 masse solari si trova nel mezzo del cosiddetto “gap di massa” dei buchi neri. La maggior parte di questi oggetti appartiene a due gruppi: i buchi neri di massa stellare (che vanno da poche masse solari a decine di masse solari) e i buchi neri supermassicci come quelli al centro della nostra galassia, la Via Lattea (che vanno da centinaia di migliaia a miliardi di masse solari). Il primo è il risultato della morte di stelle massicce in una supernova che collassa, mentre il processo di formazione della seconda rimane un mistero.

Ingrandisci / Concetto artistico di un diagramma gerarchico della fusione dei buchi neri. Gli scienziati ipotizzano che i due buchi neri stessi fossero il risultato di una precedente fusione di due piccoli buchi neri.

LEGO / Caltech / MIT / R. infetto (IPAC)

Anche il fatto che uno degli antenati dei buchi neri pesasse 85 masse solari è molto insolito e contraddice gli attuali modelli di evoluzione stellare. I tipi di stelle che producono buchi neri tra 65 e 135 masse solari non diventeranno supernove, e quindi non finiranno come buchi neri. Al contrario, queste stelle diventeranno instabili e perderanno una parte significativa della loro massa. Solo allora si trasformeranno in una supernova, ma il risultato sarà un buco nero di meno di 65 masse solari.

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