Ny forskning kan gi oss mer kunnskap om universets mest gåtefulle gjenstander

En liten brikke i universets store puslespill kan ha falt på plass med en banebrytende ny teori.

En liten brikke i universets store puslespill kan ha falt på plass med en banebrytende ny teori.

LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)

I vår egen galakse, Melkeveien, skjer det noen få ganger i løpet av millioner av år. Men ser man enda lenger ut i universet, til fjerne galakser, skjer det flere ganger hvert eneste år.

At to svarte hull kolliderer i en enorm eksplosjon så smelter sammen, noe som sender kraftige gravitasjonsbølger videre ut i universet.

På samme måte som en snurrebass som spinner rundt på et bord, har de svarte hullene rotasjonsakser som kan ha ulike orienteringer i forhold til hverandre.

Siden de første målingene i 2015 har forskere lurt på hva som bestemmer retningen på de svarte hullenes rotasjonsakser når to av dem kolliderer med hverandre.

En ny teori tyder nå på at retningen blir bestemt helt tilfeldig når det svarte hullet dannes i en supernova.

Endrer kurs når den dannes

Teorien blir presentert i en ny studie i tidsskriftet The Astrophysical Journal.

Ifølge forfatteren, Thomas Tauris, som er professor i teoretisk astrofysikk ved Aalborg universitet i Danmark, har man så langt målt omkring 100 kollisjoner mellom svarte hull. Tauris har sett nærmere på retningen rotasjonsaksene til de svarte hullene.

«Det som har vært vanskelig å forstå så langt, har vært hvordan de to svarte hullenes spinn-akser har ligget i forhold til hverandre», sier han.

«Jeg har funnet ut at når tunge stjerne ender livet i en supernovaeksplosjon, blir rotasjonsaksen av det nyfødte svarte hullet endret i en tilfeldig retning.»

Tauris har brukt datasimuleringer av millioner av supernovaer i binære systemer – altså dobbeltstjernesystemer – til å gjenskape de svarte hullenes rotasjonsakser.

Ideen om at de svarte hullenes akse blir endret i en tilfeldig retning, fikk Tauris fra nøytronstjerner, der det samme gjelder.

Illustrasjonen viser fusjonen av to svarte hull og de gravitasjonsbølgene som blir sendt ut i universet etter hvert som de svarte hullene beveger seg mot hverandre.

© LIGO/T. Pyle

Da han sammenlignet simuleringene sine med målinger fra de amerikansk-europeiske LIGO/Virgo-detektorene, som kan måle gravitasjonsbølgene som sendes ut fra kollisjonen, kunne han se at de stemte godt overens.

«Jeg ble nokså overrasket da jeg så at simuleringene stemte så godt med målingene. Det er jo i grunnen en veldig enkel forklaring – og enkle forklaringer som kan reprodusere data har ofte vist seg å være riktige – uten at det beviser noe som helst», sier han.

Noe av det vi forstår aller minst

Ifølge Tauris kan teorien være enda en liten brikke i det store kosmiske puslespillet. Han mener at grunnforskning kan gi svar på noen av universets helt store spørsmål: Hvor kommer vi fra? Hvordan fungerer universet? Hva slags mekanismer styrer naturens gang?

«Det handler om å se ting i en større sammenheng.» Thomas Tauris, professor i teoretisk astrofysikk.

«Folk kan kanskje spørre: Hvorfor i all verden skal man interessere seg for retningen av disse svarte hullenes spinn-akser når det er inflasjon og krig i Europa? Men det handler om å se ting i en større sammenheng», sier han.

«Svarte hull er interessante fordi de er gåtefulle, de gjenstandene vi forstår aller dårligst i universet vårt. Vi aner ikke hva som skjer bak hendelseshorisonten (grensen til de svarte hullene, red.anm.). Informasjon kan ikke krysse den grensen. Det er derfor de er så spesielle. For all vår kjente fysikk bryter rett og slett sammen når vi kommer inn bak hendelseshorisonten», sier han.

©

Les også:

Neste skritt er ifølge Tauris å se på data fra enda flere kollisjoner mellom svarte hull og få enda mer kunnskap om fenomenet når et svart hull skifter rotasjonskurs – i en helt tilfeldig retning – under en supernova.