W prestiżowym czasopiśmie „Nature” ukazał się artykuł o ewolucji dwóch gwiazd o dużych masach od 40 do 100 mas Słońca w czarne dziury, które były źródłem fal grawitacyjnych.

W 2016 roku naukowcy z LIGO Scientific Collaboration (LSC) i Virgo Collaboration poinformowali świat o dwóch detekcjach fal grawitacyjnych powstałych w skutek zderzenia dwóch czarnych dziur. Pierwszy raz badaczom udało się zaobserwować fale we wrześniu, drugi raz w grudniu 2015 roku. Fizycy z Obserwatorium Astronomicznego UW: prof. Tomasz Bulik, prof. Krzysztof Belczyński oraz dr Izabela Kowalska-Leszczyńska przyczynili się do dwóch odkryć.

Choć o falach grawitacyjnych dowiedzieliśmy się w 2016 roku, to już sześć lat wcześniej polsko-amerykański zespół kierowany przez prof. Krzysztofa Belczyńskiego z UW przeprowadził badania teoretyczne, które pokazały, że pierwszym źródłem fal będzie właśnie kolizja czarnych dziur.

Teraz ten sam zespół przewiduje, że w najbliższej przyszłości źródeł fal grawitacyjnych będzie można zaobserwować znacznie więcej. Prof. Belczyński twierdzi, że będzie ich od kilkudziesięciu do kilkuset w ciągu roku. Pozwoli to lepiej zrozumieć mechanizmy ewolucji gwiazd.

Grupa badawcza prowadziła symulacje tworzenia się układów podwójnych czarnych dziur. Zespół doprecyzował też jeden ze sposobów formowania się układów podwójnych czarnych dziur – z gwiazd o dużych masach od 40 do 100 mas Słońca i bardzo niskiej metaliczności. Badacze ewaluowali około miliarda gwiazd, wcześniej tylko od 10 do 20 milionów.

Dzięki modelom naukowców udało się też lepiej zrozumieć ewolucję gwiazd. Po pierwsze, czarne dziury tworzą się w procesie zapaści gwiazdy. Po drugie, zderzające się czarne dziury powstają tylko z gwiazd, w których nastąpiła wymiana masy.

Naukowcy z Obserwatorium Astronomicznego UW, dwóch studentów astronomii UW Grzegorz Wiktorowicz, Wojciech Gładysz oraz informatyk Krzysztof Piszczek wykonali symulacje i astrofizyczne obliczenia przy pomocy domowych komputerów, uczestniczących w programie „Wszechświat w domu”.

„The first gravitational-wave source from the isolated evolution of two 40-100 Msun stars” to tytuł artykułu w prestiżowym czasopiśmie Nature, w którym zaprezentowane zostały wyniki badań zespołu.

Wśród autorów znaleźli się prof. Krzysztof Belczyński, prof. Tomasz Bulik z Uniwersytetu Warszawskiego oraz Daniel E. Holz z University of Chicago i Richard O’Shaughnessy z Rochester Institute of Technology.