Czarna dziura połyka gwiazdę neutronową. Pierwsze takie odkrycie w historii

Naukowcy dokonali przełomowego odkrycia. Zauważyli podwójne układy składające się z czarnej dziury i gwiazdy neutronowej. Eksperci już wcześniej przypuszczali, że takie obiekty mogą istnieć, ale nie mieli na to dowodów. W końcu udało się je zdobyć. Udział w odkryciu mają również Polacy.

Informacje o wyjątkowym odkryciu ukazały się na łamach czasopisma "The Astrophysical Journal Letters". Dokonał go międzynarodowy zespół naukowców, wśród których byli również eksperci z Obserwatorium Astronomicznego UW: prof. Tomasz Bulik, prof. Dorota Rosińska, mgr Małgorzata Curyło, mgr Neha Singh, dr Przemysław Figura, dr Bartosz Idźkowski oraz mgr Paweł Szewczyk. 

Nowe obiekty astronomiczne to układy o nazwach GW200105 i GW200115. Pierwszy z nich zauważono 5 stycznia 2020 roku. Pomógł w tym jeden z detektorów Advanced Ligo, który znajduje się w Stanach Zjednoczonych oraz włoski detektor Advanced Virgo. Kolejny obiekty wykryto po dziesięciu dniach.

Detektory pozwoliły zarejestrować fale grawitacyjne pochodzące z układu, w którym doszło do połączenia gwiazdy neutronowej i czarnej dziury. Obiekty wirowały wokół siebie, a później zamieniły się w jedną całość. Czarna dziura połknęła gwiazdę neutronową.

Do tej pory można było zaobserwować fale grawitacyjne, które pochodziły wyłącznie z połączenia dwóch czarnych dziur albo dwóch gwiazd neutronowych. Układ mieszany został zarejestrowany po raz pierwszy, choć już od dwudziestu lat razem z prof. Krzysztofem Belczyńskim przewidywaliśmy taki scenariusz – mówi prof. Tomasz Bulik z Obserwatorium Astronomicznego UW.

Eksperci dokładnie przyjrzeli się swoim odkryciom. Udało im się ustalić, że "czarna dziura i gwiazda neutronowa, tworzące GW200105, są odpowiednio około 8,9 i 1,9 razy masywniejsze od Słońca, a ich połączenie miało miejsce ok. 900 milionów lat temu, czyli setki milionów lat przed pojawieniem się pierwszych dinozaurów na Ziemi", jak informuje Uniwersytet Warszawski. Z kolei układ GW200115 najprawdopodobniej powstał z czarnej dziury o masie około 5,7 mas Słońca i gwiazdy neutronowej o masie 1,5 mas Słońca.

Odkrycie ma istotne znaczenie dla świata astronomii i fizyki. Pozwoli zrozumieć sposób, w jaki rodzą się gwiazdy, żyją i umierają. Dzięki niemu naukowcy mogą też przyjrzeć się całemu procesowi łączenia czarnych dziur i gwiazd neutronowych oraz środowisku, w którym do tego dochodzi. Jest to jedno z bardziej gwałtownych i niezwykle rzadkich zjawisk, do których dochodzi we Wszechświecie.