Μυστήριο στην συγχώνευση μαύρων τρυπών

[ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ ΛΕΩΝ]

Μέχρι σήμερα οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων έχουν ανακαλύψει πάνω από 300 συγχωνεύσεις αστρικών μαύρων τρυπών. Όμως υπάρχει ένα πρόβλημα, για να μπορούν να ενωθούν 2 αστρικές μαύρες τρύπες σε χρόνο μικρότερο από την σημερινή ηλικία του σύμπαντος, θα πρέπει να έχουν αρχική μεταξύ τους απόσταση ως 0,2 αστρονομικές μονάδες, δηλαδή κάπου 30 εκατομμύρια χιλιόμετρα. 

Τα αστέρια μεγάλης μάζας που εξελίσσονται σε μαύρες τρύπες φτάνουν σε πολύ μεγαλύτερο μέγεθος κατά την εξέλιξή τους (υπεργίγαντες) από την παραπάνω απόσταση, άρα 2 από αυτούς σε τόσο κοντινή μεταξύ τους απόσταση θα είχαν συγχωνευτεί πριν γίνουν μαύρες τρύπες.

Η λύση φαίνεται να είναι ότι στα σμήνη αστεριών μεγάλης μάζας, όπως τα σφαιρωτά σμήνη, μία τρίτη μαύρη τρύπα μπορεί να πλησιάσει ένα σύστημα 2 μαύρων τρυπών. Σε αυτά τα σμήνη υπάρχει μεγάλη πυκνότητα σε αστέρια, αν ήμασταν εκεί ανάμεσα σε εμάς (τον ήλιο) και τον Α Κενταύρου θα υπήρχαν χιλιάδες αστέρια! Τότε μπορεί να εκτοξευτεί βαρυτικά το ένα μέλος του συστήματος και να δημιουργηθεί ένα πολύ πιο στενό διπλό σύστημα μαύρων τρυπών (βαρυτική σφενδόνη). 

Αυτή η θεωρεία πάει πολύ καλά στις προσομοιώσεις. Επίσης μας δείχνει πως μπορούμε να έχουμε αστρικές μαύρες τρύπες με μάζα 60 και παραπάνω φορές αυτή του ήλιου. Αυτό σημαίνει αρχική αστρική μάζα πολύ πάνω από 100 ηλιακές, κάτι αρκετά προβληματικό, τουλάχιστον στην θεωρία. Όμως στα σφαιρωτά σμήνη παρατηρούμε αστέρια να ενώνονται, τα λεγόμενα blue stragglers. Έτσι αυτές οι μαύρες τρύπες με μάζα πολύ μεγάλη για αστρικές μπορεί να είναι προϊόντα συγχωνεύσεων. 

Για να συμπληρώσουμε την εικόνα, στα σφαιρωτά σμήνη υπάρχουν και οι μαύρες τρύπες μεσαίου μεγέθους, με μάζα γύρω στις 500 ηλιακές.