A fekete lyukak a világegyetem legizgalmasabb, ugyanakkor legkevésbé ismert objektumai közé tartoznak. Tanulmányozásukat egyebek mellett az nehezíti, hogy nem bocsátanak ki fényt. Sokáig elsősorban a fény révén szereztünk ismereteket a világegyetemről és annak fekete lyukairól, 2015-ben azonban új korszak kezdődött: a LIGO lézerinterferométeres gravitációshullám-obszervatórium először észlelte két fekete lyuk összeolvadásának gravitációs hullámait.

A kutatók azóta is keresik a választ arra, hogyan és hol keletkeznek, majd olvadnak össze ezek az objektumok. Vajon egymáshoz közeli csillagok omlanak össze fekete lyukakká, vagy csillaghalmazokban bekövetkező összeolvadások vezetnek a kialakulásukhoz? Ezek a gravitációshullám-asztrofizika új korszakának legfontosabb nyitott kérdései közé tartoznak. Végleges válasz egyelőre nincs, de néhány rejtély megoldása már közel lehet.

Különös összeolvadás

A LIGO és a Virgo obszervatórium 2019-ben rögzítette a GW190521 jelű eseményt. A megfigyelések szerint két olyan fekete lyuk olvadt össze, amelyek nehezebbek voltak az addig lehetségesnek tartottnál, ráadásul az eseményt fényfelvillanás kísérte. A gravitációs hullámok egy harmadik szokatlan részletet is feltártak: az összeolvadás előtt a két objektum nem körpályán keringett egymás körül.

Az asztrofizikusok továbbra sem ismerik pontosan az esemény minden részletét, a pálya különös alakjára azonban van egy lehetséges magyarázatuk. Elképzelhető, hogy a GW190521 valójában nem két, hanem három fekete lyuk összeolvadásához kapcsolódott.

Az esemény olyan térségben történt, ahol sok fekete lyuk zsúfolódott össze. Emiatt valószínű lehet, hogy nem egyszerűen két objektum ütközött, hanem egy fekete lyukakból álló páros találkozott egy harmadik fekete lyukkal. A kutatók modellezése alátámasztotta ezt a feltevést.

A három résztvevő az objektumok szokatlanul nagy tömegére is magyarázatot adhat. Ha ugyanis nem kettő, hanem három fekete lyuk vett részt a folyamatban, akkor az egyes objektumok tömege már beleférhet a fizikai törvények által megengedett tartományba.