Az eddig ismert legnagyobb tömegű feketelyuk-összeolvadást figyelték meg: egy a Napnál 66-szor és egy 85-ször nagyobb tömegű fekete lyuk ütközésének gravitációs hullámait regisztrálta a LIGO amerikai és a VIRGO olaszországi obszervatórium.
A 2019. május 21-én történt észlelés szerint az összeolvadásból egy 142 naptömegű fekete lyuk jött létre. Ez az első a közepes tömegtartományban, amelyet valaha megfigyeltek – írják a kutatók a Physical Review Letters és az Astrophysical Journal Letters című tudományos lapokban.
Az összeolvadás hatmilliárd éve történt, amikor az univerzum feleannyi idős volt, mint most. Akkora energiát szabadított fel, amely Einstein tömeg-energia ekvivalencia elmélete szerint nyolc naptömegnek felel meg. Ez azt jelenti, hogy a Nap tömege nyolcszorosának megfelelő energia hívott életre gravitációs hullámokat. Olyannyira megrengette az űrt, hogy még ma is kimutatható a Földön, 16 milliárd fényévnyi távolságban.
Az összeolvadás ezzel nemcsak a legnagyobb tömegű, hanem a legtávolabbi esemény is, amelyet gravitációs hullámokat észlelő detektorok valaha regisztráltak.
A GW190521-es katalógusszámú jel csupán a másodperc tizedéig tartott és a fekete lyukaknak csupán a spirális köre volt látható, mielőtt egymásba olvadtak. „A rövid időtartam ellenére ki tudtuk mutatni, hogy a jel megfelel annak, amit Einstein általános relativitáselmélete szerint az összeolvadó fekete lyukaktól elvárunk” – mondta Alessandra Buonanno, a potsdami Max Planck Gravitációs Fizikai Intézet igazgatója. „Nyilvánvalóvá vált, hogy először lehetünk szemtanúi egy közepes tömegű fekete lyuk születésének, amelynek egyik szülője nagy valószínűség szerint maga is egy kettős rendszer összeolvadásából származott” – tette hozzá.
A közepes tömegű fekete lyukak a Napénál százszor-százezerszer nagyobb tömeggel rendelkeznek. Az összeolvadás az első egyértelmű bizonyítéka az ilyen osztályba tartozó fekete lyukak létezésének.
A most megfigyelt összeolvadásban szereplő két fekete lyuk egyike nagy fejtörést okoz az asztrofizikusoknak, hiszen egy 85 naptömegű fekete lyuk elméletileg nem is létezhetne.
Az elmélet szerint amikor legfeljebb mintegy 130 naptömegű csillagok szupernóvarobbanás következtében összeolvadnak egy fekete lyukká, annak tömege legfeljebb 65 naptömegű lehet. A nagyobb tömegű csillagok az ismételt heves kitörések során olyan nagy tömeget veszítenek el, hogy a végén megint csak egy kevesebb mint 65 naptömegű fekete lyuk keletkezik.
A nagyobb, több mint 200 naptömegű csillagok ellenben a teória szerint létezésük végén közvetlenül fekete lyukká omlanak össze, melynek a tömege azonban több mint 120 naptömeg lesz. Tehát 65 és 120 naptömeg között egyáltalán nem létezhetne fekete lyuk. A tudósok szerint az a legvalószínűbb, hogy a nagyobbik fekete lyuk már eleve kisebb fekete lyukak összeolvadásából született.
