I september 2020, LIGO/Jungfrusamarbetet, ett stort team av forskare som arbetar vid olika universitet världen över, meddelade att de hade upptäckt den mest massiva gravitationsvågens binära signal som hittills observerats, som de kallade GW190521. I en tidning publicerad i Fysiska granskningsbrev , de utforskade hypotesen att denna signal producerades genom sammanslagning av två svarta hål, med åtminstone den primära komponentmassan i massgapet som förutspåtts av supernovateorin om parinstabilitet.

Forskare vid Université de Genève, Technion, Sapienza University och INFN har nyligen undersökt LIGO/Virgo-data ytterligare och utforskat en alternativ förklaring till GW190521-händelsen. I deras papper, även publicerad i Fysiska granskningsbrev , de övervägde specifikt möjligheten att händelsen GW190521 kunde associeras med ursprungliga svarta hål, de som producerades i det tidiga universum.

"Vårt papper härrörde från observationen av LIGO/Virgo-samarbetet av den så kallade GW190521-händelsen, sammanslagning av två svarta hål, "Antonio Riotto, en av forskarna som genomförde studien, berättade för Phys.org. "Det mer massiva svarta hålet visar sig vara i det så kallade massgapet, det är, i en rad massor där astrofysiska argument är bristfälliga för att förklara den astrofysiska naturen hos ett sådant svart hål. Vårt primära mål var att förstå om händelsen kunde ha en förklaring inom det ursprungliga svarta hålsscenariot, dvs. av de svarta hål som genereras i det tidiga universum och vars massor kan falla i massgapet utan problem."

För att undersöka möjligheten att en signal är associerad med det så kallade primordiala svarta hålsscenariot, man kan beräkna hastigheten med vilken två svarta hål av ursprungligt ursprung smälter samman (dvs. deras sammanslagningshastighet) för att producera en gravitationsvågssignal. Senare, forskare måste jämföra denna förutsägelse med den sammanslagningshastighet som skulle behövas för att förklara den observerade signalen.

"Att matcha en sådan förutsägelse med den observerade hastigheten som behövs för att förklara händelsen GW190521, vi hittade parametrarna för scenariot [som behövdes] och kontrollerade om de undgick de nuvarande begränsningarna från andra experiment, t.ex., de från cosmic microwave background (CMB) begränsningar, sade Riotto. Det visar sig att GW190521-händelsen kan förklaras av vår ursprungliga hypotes om svarta hål."

Riotto och hans kollegor visade att händelsen GW190521 som observerades av LIGO/Virgo-samarbetet teoretiskt kunde förklaras av sammanslagning av ursprungliga svarta hål. I framtiden, deras arbete kunde således informera andra studier som syftade till att bekräfta förekomsten av ursprungliga svarta hål. Under tiden, forskarna planerar att undersöka möjligheten att andra händelser som upptäckts av LIGO/Jungfrusamarbetet härrörde från ursprungliga svarta hål.

"Som en del av den pågående ansträngningen att fastställa förekomsten av ursprungliga svarta hål med hjälp av nuvarande och framtida gravitationsvågdata, vi har organiserat en workshop som samlar forskare som studerar svarta hål från både de ursprungliga och de astrofysiska samhällena, såväl som medlemmar i LIGO/Jungfrusamarbetet, i syfte att skapa synergier mellan experter inom olika områden, " Gabriele Franciolini, en annan forskare involverad i studien, berättade för Phys.org. "Med mer än 300 deltagare, det stora deltagandet bevisar det utbredda intresset från forskarvärlden för denna spännande forskningslinje."

© 2021 Science X Network