زومیت/ دانشمندان توانستند با استفاده از امواج گرانشی، پرجرم‌ترین برخورد و ادغام‌ دو سیاه‌چاله را کشف کنند.

دانشمندان موفق شدند موج‌های ناشی از برخورد خشونت‌بار دو سیاه‌چاله‌ی عظیم را شناسایی کنند که در فاصله‌ای بسیار دورتر از لبه‌های کهکشان راه‌ شیری به هم برخورد کرده‌اند. این موج گرانشی با نام GW231123 که نشانگر سنگین‌ترین ادغام سیاه‌چاله‌ای شناخته‌شده تا امروز است، در نتیجه‌ی همکاری آشکارسازهای لایگو، ویرگو و کاگرا شناسایی شد.

هر یک از دو سیاه‌چاله بیش از ۱۰۰ برابر خورشید جرم داشته‌اند و مدت‌ها پیش به دور یکدیگر می‌چرخیده‌اند تا اینکه سرانجام به‌هم برخورد کردند و سیاه‌چاله‌ای بسیار بزرگ‌تر را شکل دادند؛ این رویداد حدود ۱۰ میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد. برخورد دو سیاه‌چاله به تولد سیاه‌چاله‌ای جدید با جرمی معادل ۲۲۵ برابر جرم خورشید منجر شد. نتایج این کشف در «کنفرانس ادواردو آمالدی درباره‌ی امواج گرانشی» در گلاسگو اسکاتلند ارائه شد.

برخورد کشف‌شده، پرجرم‌ترین ادغام سیاه‌چاله‌ای است که تاکنون توسط آشکارسازهای موج گرانشی ثبت شده؛ به‌طوری‌که فیزیکدان‌ها را وادار به بازنگری در مدل‌های شکل‌گیری این جرم‌های عظیم کرده است. سیگنال برخورد با رسیدن به آشکارسازی‌های فوق حساسی شناسایی شد که می‌توانند لرزش‌های فضازمانی را که هزاران بار کوچک‌تر از قطر یک پروتون هستند، ثبت کنند.

اکثر سیاه‌چاله‌ها زمانی تشکیل می‌شوند که ستاره‌های پرجرم در پایان عمر خود سوخت هسته‌ای‌شان را از دست داده و فرو می‌ریزند. این اجرام فوق‌العاده متراکم فضا-زمان را آن‌چنان می‌پیچانند که افق رویداد ایجاد می‌شود؛ مرزی که حتی نور هم نمی‌تواند از آن بگریزد.

همکاری لایگو، ویرگو، کاگرا تا امروز چندین ادغام کیهانی را از زمان کشف نخستین سیگنال (که منجر به دریافت جایزه‌ی نوبل شد) شناسایی کرده است. ادغام‌های اولیه شامل برخورد دو سیاه‌چاله یا دو ستاره‌ نوترونی بودند. این همکاری در سال ۲۰۲۱ موفق به تأیید شناسایی دو ادغام «ترکیبی» جداگانه بین یک سیاه‌چاله و یک ستاره‌ی نوترونی شد.

پیش از این، پرجرم‌ترین ادغام سیاه‌چاله‌ها مربوط به رویداد GW190521 بود که در سال ۲۰۲۰ شناسایی شد. آن ادغام، سیاه‌چاله‌ای با جرم میانی و حدود ۱۴۰ برابر خورشید تولید کرد؛ اما در دور چهارم مشاهدات، رویداد GW231123 بسیار عظیم‌تر از آن ظاهر شد. تحلیل این سیگنال نشان داد که دو سیاه‌چاله‌ی در حال برخورد به ترتیب ۱۰۳ و ۱۳۷ برابر خورشید جرم داشته‌اند. اعلام این کشف مدتی به طول انجامید زیرا این اجرام با سرعتی بسیار بالا (نزدیک به حد مجاز طبق نظریه نسبیت عام) در حال چرخش بودند و همین باعث شد تحلیل سیگنال بسیار دشوارتر شود.

کشف جدید از این جهت نیز قابل توجه است که با نظریه‌های فعلی درباره‌ی تحول ستارگان در تناقض قرار دارد. سیاه‌چاله‌های والد آن‌قدر بزرگ هستند که به‌سختی می‌توان آن‌ها را حاصل انفجار ابرنواختر دانست. درست مانند رویداد قبلی یعنی GW190521، این رویداد جدید (GW231123) نیز احتمالاً نمونه‌ای از «ادغام سلسله‌مراتبی» است؛ یعنی هر یک از این سیاه‌چاله‌ها خود حاصل یک ادغام پیشین بوده‌اند و سپس به‌هم رسیده و با هم ادغام شده‌اند.

پیش از ساخت آشکارسازهای موج گرانشی در دهه ۱۹۹۰، دانشمندان تنها می‌توانستند جهان را از طریق تابش الکترومغناطیسی، مانند نور مرئی، فروسرخ و امواج رادیویی مشاهده کنند؛ اما رصدخانه‌های موج گرانشی دیدگاهی کاملاً تازه از کیهان فراهم کرده‌اند و امکان مشاهده‌ی رویدادهایی را می‌دهند که پیش‌تر پنهان مانده بودند.