I fisici hanno descritto come le osservazioni delle onde gravitazionali limitino le possibili spiegazioni per la formazione di buchi neri al di fuori della nostra galassia; o ruotano più lentamente dei buchi neri nella nostra galassia o ruotano rapidamente ma sono "ruotati" con spin orientati casualmente verso la loro orbita.

La carta, pubblicato in Natura , si basa su dati emersi in seguito a osservazioni storiche di onde gravitazionali da parte del rilevatore di onde gravitazionali LIGO nel 2015 e di nuovo nel 2017.

Nella nostra galassia siamo stati in grado di osservare elettromagneticamente i buchi neri orbitati dalle stelle e mappare il loro comportamento, in particolare la loro rapida rotazione.

Le onde gravitazionali trasportano informazioni sulle origini drammatiche del nero che non possono essere ottenute altrimenti. I fisici hanno concluso che le prime onde gravitazionali rilevate, nel settembre 2015, sono stati prodotti durante l'ultima frazione di secondo della fusione di due buchi neri per produrre un singolo, buco nero rotante più massiccio. Erano state previste collisioni di due buchi neri, ma mai osservato.

Come tale, Le onde gravitazionali rappresentano il modo migliore e unico per dare uno sguardo approfondito alla popolazione di buchi neri binari di massa stellare oltre la nostra galassia. Questo documento afferma che i buchi neri visti tramite le onde gravitazionali sono diversi da quelli precedentemente visti nella nostra galassia in uno dei due modi possibili.

La prima possibilità è che i buchi neri ruotino lentamente. Se questo è il caso, suggerisce che sta accadendo qualcosa di diverso alle stelle che formano questi buchi neri rispetto a quelle osservate nella nostra galassia.

La seconda possibilità è che i buchi neri ruotino rapidamente, proprio come quelli della nostra galassia, ma sono stati 'ruotati' durante la formazione e quindi non sono più allineati con l'orbita. Se questo è il caso, significherebbe che i buchi neri vivono in un ambiente denso, molto probabilmente all'interno di ammassi stellari. Ciò renderebbe una formazione notevolmente più dinamica.

C'è, però, anche la possibilità che entrambe le possibilità siano vere - che ci siano casi di buchi neri che ruotano lentamente nel campo e casi di buchi neri che ruotano rapidamente in un ambiente denso.

Dottor Will Farr, dalla Scuola di Fisica e Astronomia dell'Università di Birmingham, spiegato, "Presentando queste due spiegazioni per il comportamento osservato, ed escludendo altri scenari, stiamo fornendo a chi studia e cerca di spiegare la formazione dei buchi neri un bersaglio da colpire. Nel nostro campo, conoscere la domanda da porre è importante quasi quanto ottenere la risposta stessa."

Professoressa Ilya Mandel, anche dall'Università di Birmingham, ha aggiunto "Sapremo quale spiegazione è giusta entro i prossimi anni. Questo è qualcosa che è stato reso possibile solo dalle rilevazioni LIGO delle onde gravitazionali negli ultimi due anni. Questo campo è nella sua infanzia; sono fiducioso che nel prossimo futuro guarderemo indietro a questi primi rilevamenti e modelli rudimentali con nostalgia e una comprensione molto migliore di come si formano questi sistemi binari esotici".

Il team è stato guidato da ricercatori dell'Università di Birmingham nel Regno Unito insieme all'Università del Maryland, Università di Chicago e Kavli Institute for Theoretical Physics negli Stati Uniti.