U nedavnoj studiji objavljenoj u Astronomi and Astrophisical Letters, tim istraživača sa Masačusetskog instituta za tehnologiju (MIT) koristio je različite kompjuterske modele da ispita 69 potvrđenih binarnih crnih rupa kako bi pomogao u određivanju njihovog porekla i otkrio da su njihovi rezultati promenjeni na osnovu modela. konfiguracije.
U suštini, unos je dosledno menjao izlaz, a istraživači žele da bolje razumeju kako i zašto se to dešava i koji koraci se mogu preduzeti da bi se dobili konzistentniji rezultati.
„Kada promenite model i učinite ga fleksibilnijim ili napravite drugačije pretpostavke, dobijate drugačiji odgovor o tome kako su se crne rupe formirale u univerzumu“, kaže Silvija Biskoveanu, studentkinja MIT-a koja radi u LIGO laboratoriji i koautorka na studija, navodi se u saopštenju.
„Pokazujemo da ljudi treba da budu oprezni jer još nismo u fazi sa našim podacima u kojoj možemo da verujemo u ono što nam model govori.
Poput binarnih zvezda, binarne crne rupe su dva masivna objekta koji kruže jedan oko drugog, pri čemu oba imaju sposobnost da se potencijalno sudare – ili spajaju – zajedno, sa još jednom zajedničkom karakteristikom da se crne rupe ponekad rađaju iz kolapsa umirućih masivnih zvezda, takođe poznatih kao supernova.
Ali kako su nastale binarne crne rupe ostaje misterija, pošto postoje dve trenutne hipoteze u vezi sa njihovim formiranjem: „binarna evolucija polja“ i „dinamičko sklapanje“.
Binarna evolucija polja uključuje kada par binarnih zvezda eksplodira, što dovodi do dve crne rupe na njihovom mestu, koje nastavljaju da kruže jedna oko druge isto kao i ranije.
Pošto su u početku kružile jedna oko druge kao binarne zvezde, veruje se da bi i njihovi okreti i nagibi takođe trebali biti usklađeni.
Naučnici takođe pretpostavljaju da njihovi usklađeni obrtaji ukazuju na to da potiču sa galaktičkog diska, s obzirom na njegovo relativno mirno okruženje.
Dinamičko sklapanje uključuje kada se dve pojedinačne crne rupe, svaka sa svojim jedinstvenim nagibom i okretanjem, na kraju spoje ekstremnim astrofizičkim procesima, kako bi formirale sopstveni binarni sistem crnih rupa.
Trenutno se pretpostavlja da bi se ovo uparivanje verovatno dogodilo u gustom okruženju kao što je globularno jato, gde bi hiljade zvezda u neposrednoj blizini mogle da nateraju dve crne rupe zajedno.
Pravo pitanje je: Koji deo binarnih crnih rupa potiče iz svake odgovarajuće metode? Astronomi veruju da ovaj odgovor leži u podacima, posebno u merenju spina crne rupe.
Koristeći 69 potvrđenih binarnih crnih rupa, astronomi su utvrdili da ovi masivni objekti mogu da potiču i iz globularnih jata i iz galaktičkih diskova.
Laboratorija LIGO u Sjedinjenim Državama radila je sa svojim italijanskim kolegom, Virgo, da bi utvrdila spinove (rotacione periode) 69 potvrđenih binarnih crnih rupa.
„Ali želeli smo da znamo, da li imamo dovoljno podataka da napravimo ovu razliku?“ rekao je Biskoveanu. „I ispostavilo se da su stvari neuredne i neizvesne, i teže je nego što izgleda.“
Za ovu studiju, istraživači su neprestano podešavali niz kompjuterskih modela kako bi utvrdili da li se njihovi rezultati slažu sa predviđanjima svakog modela.
Jedan takav model je konfigurisan da pretpostavi da je samo delić binarnih crnih rupa proizveden sa poravnatim okretima, pri čemu ostatak ima nasumične okrete. Drugi model je konfigurisan da predvidi umereno kontrastnu orijentaciju okretanja.
Na kraju, njihovi nalazi su pokazali da su se rezultati dosledno menjali u skladu sa modifikovanim modelima.
U suštini, rezultati su se dosledno menjali na osnovu podešavanja modela, što znači da je verovatno potrebno više podataka od 69 potvrđenih binarnih crnih rupa za konzistentnije rezultate.
„Naš rad pokazuje da vaš rezultat u potpunosti zavisi od toga kako modelirate svoju astrofiziku, a ne od samih podataka“, rekao je Biskoveanu.
„Potrebno nam je više podataka nego što smo mislili, ako želimo da iznesemo tvrdnju koja je nezavisna od astrofizičkih pretpostavki koje pravimo“, rekao je Salvatore Vitale, koji je vanredni profesor fizike, član Kavli instituta za astrofiziku i svemirska istraživanja. na MIT-u i glavni autor studije.
Ali koliko će još podataka biti potrebno astronomima? Vitale procenjuje da će LIGO mreža moći da otkrije jednu novu binarnu crnu rupu svakih nekoliko dana, kada se mreža vrati u funkciju početkom 2023.
„Merenja obrtaja koja sada imamo veoma su nesigurna“, rekao je Vitale.
„Ali kako ih izgradimo mnogo, možemo dobiti bolje informacije. Tada možemo reći, bez obzira na detalje mog modela, podaci mi uvek govore istu priču – priču u koju bismo tada mogli da verujemo.“
