Πως δημιουργούνται οι διπλές μαύρες τρύπες?

Είναι πλέον σε όλους μας γνωστή η ανακάλυψη βαρυτικών κυμάτων από την σύγκρουση 2 μαύρων τρυπών. Όμως στις 2 από τις 3 τέτοιες περιπτώσεις που ανιχνεύτηκαν από το LIGO οι μαύρες τρύπες είχαν μεγαλύτερες μάζες από ότι προβλέπει η θεωρία. Δηλαδή βρέθηκαν να είναι υπέρβαρες ως απομεινάρια πυρήνων αστεριών μεγάλης μάζας. Φαίνεται ότι αστρικές μαύρες τρύπες μεγάλης μάζας δημιουργούνται μόνο σε πολύ πυκνά αστρικά σμήνη, με αποτέλεσμα να μπορούν να συσσωρεύσουν αρκετή μάζα.

Για την δημιουργία ζευγών μαύρων τρυπών υπάρχουν 3 εξηγήσεις. Να προέρχονται από διπλά αστέρια μεγάλης μάζας, τα οποία είναι αρκετά συνηθισμένα στο σύμπαν. Όμως πιστεύουμε ότι τέτοια συστήματα τείνουν να διαλυθούν μετά την πρώτη σουπερνόβα σε αυτά. Ή αν αντέξουν την σουπερνόβα, η απόσταση των 2 σωμάτων είναι πολύ μεγάλη ώστε να οδηγηθούν σε συγχώνευσή τους. Ένα άλλο σενάριο είναι να πρόκειται για ανεξάρτητες μαύρες τρύπες που λόγω πυκνότητας του σμήνος να πλησιάσαν αρκετά η μία την άλλη. Η τρίτη περίπτωση είναι να πρόκειται για αρχέγονες μαύρες τρύπες που δημιουργήθηκαν λίγο μετά την μεγάλη έκρηξη από συμπυκνώσεις της ύλης. Αν ισχύει το τελευταίο σενάριο, μπορεί να συμβάλλουν οι μαύρες τρύπες σε μεγάλο βαθμό στην μάζα της σκοτεινής ύλης.

Η περιστροφή των μαύρων τρυπών ρίχνει φως στην υπόθεση. Αν προέρχονται από διπλό σύστημα πρέπει οι άξονες περιστροφή τους να ήταν ευθυγραμμισμένοι, λόγω κοινής προέλευσης από το αρχικό νεφέλωμα. Αν συγκρύστηκαν τυχαία, οι άξονες είχαν και τυχαίο προσανατολισμό. Και στις 2 αυτές περιπτώσεις η περιστροφή τους είναι αρκετά γρήγορη, σε αντίθεση με την τρίτη εκδοχή. Οι αρχέγονες μαύρες τρύπες δεν κέρδισαν στροφορμή από το περιβάλλον τους.

Το μέχρι τώρα συμπέρασμα από την ανάλυση των συγχωνεύσεων είναι ότι οι μαύρες τρύπες ήταν γρήγορα περιστρεφόμενες, αλλά με τυχαίας κατεύθυνσης άξονες, κάτι που ενισχύει το σενάριο της τυχαίας σύγκρουσης.

Πηγή Nature 548, p 426