Οι μαύρες τρύπες με τις πιο βαριές μάζες δεν σχηματίζονται από αστέρια, αλλά μέσω της συγχώνευσης μεγάλων κενάτων, ανακάλυψαν οι επιστήμονες

Μια νέα προοπτική για την προέλευση των πιο βαριών μαύρων τρύπας

Οι επιστήμονες, μελετώντας 153 περιστατικά συγχωνεύσεων μαύρων τρυπών καταγεγραμμένα στον κατάλογο GWTC‑4, έληξαν στο συμπέρασμα ότι τα αντικείμενα με μάζα πάνω από ~45 M⊙ δεν σχηματίζονται άμεσα μετά το θάνατο των αστέρων. Αντ' αυτού, δημιουργούνται σε πυκνά σύμπαντα παλιών αστέρων, όπου ήδη υπάρχουσες μαύρες τρύπες συχνά συγκρούονται και συγχωνεύονται.

Τι εξετάστηκε ακριβώς
- Στις περιστατικές: 153 εγγεγραμμένες συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών που εντοπίστηκαν από το LIGO, Virgo και KAGRA.
- Στόχος: να κατανοηθεί πώς εμφανίζονται τα πιο βαριά αντικείμενα – αμέσως μετά τη συρρίκνωση μιας υπερβαριούσας αστρικής μάζας ή μέσω μιας σειράς επακόλουθων συγχωνεύσεων.

Κύρια συμπεράσματα
1. Δύο ομάδες μαύρων τρυπών
- *Μικρές μάζες* (έως ~45 M⊙) – πιθανότατα γεννιούνται από τη συρρίκνωση του πυρήνα ενός βαριού αστέρα κατά την έκρηξη υπερσυνάρτησης.
- *Μεγάλες μάζες* (> 45 M⊙) – η περιστροφή και η προσανατολισμός τους υποδεικνύουν πολλαπλές συγχωνεύσεις εντός πυκνών σύμπαντων.

2. Το πρόβλημα της «παρέμβασης μάζας»
Σύμφωνα με τη θεωρία, τα αστέρια σε συγκεκριμένο εύρος μάζας μετά το θάνατό τους δεν αφήνουν μαύρη τρύπα: η έκρηξη καταστρέφει πλήρως τον πυρήνα. Ο κατώτατος όριο αυτής της παρέμβασης βρίσκεται γύρω από 45 M⊙. Επομένως, η άμεση δημιουργία πιο βαριών μαύρων τρυπών από ένα μόνο αστέρι είναι απίθανη.

3. Σενάριο αλυσίδας συγχωνεύσεων
- Μετά την πρώτη συγχώνευση, η μάζα αυξάνεται και σε πυκνό σύμπαντα η πιθανότητα δεύτερης συγκρούσεως ανεβαίνει.
- Έτσι σχηματίζονται αντικείμενα με μάζα πάνω από 45 M⊙.

Τι λένε οι ειδικοί
- Ο Ιζοβέλ Ρόμερο‑Σάου: «Οι μαύρες τρύπες μεγάλης μάζας περιστρέφονται πιο γρήγορα, και οι άξονες προσανατολισμού τους φαίνεται να είναι τυχαίοι – ακριβώς αυτό το σήμα αναμένουμε από πολλαπλές συγχωνεύσεις σε σύμπαντα».
- Ο Φάβιο Αντόνι (Πανεπιστήμιο Κάρδιφ): «Τώρα η ερώτηση δεν αφορά μόνο πώς σχηματίζονται αυτά τα αντικείμενα, αλλά και αν διορθώνουν τις μοντέλα μας για την αστρική εξέλιξη».

Συμπέρασμα
Τα αποτελέσματα τονίζουν τη σημασία των πυκνών αστερικών σύμπαντων στη δημιουργία των πιο βαριών μαύρων τρυπών που έχουν εντοπιστεί μέσω ηχητικών κυμάτων. Αυτή η ανακάλυψη θέτει υπό αμφισβήτηση τις παραδοσιακές αντιλήψεις για την άμεση δημιουργία μεγάλων μαύρων τρυπών από μοναδικά αστέρια και τονίζει τη ανάγκη ενσωμάτωσης πολλαπλών συγχωνεύσεων στα μοντέλα εξέλιξης συμπαγών αντικειμένων.