Začíná nová éra výzkumu vesmíru: Astronomové zachytili rekordní počet gravitačních vln

Před zhruba dekádou zachytila observatoř LIGO vůbec první gravitační vlnu – jemné zvlnění časoprostoru, které vzniklo při srážce dvou černých děr vzdálených asi 1,3 miliardy světelných let od Země. Šlo o historický průlom, jenž potvrdil stoletou předpověď Alberta Einsteina a otevřel zcela nový způsob pozorování vesmíru. Dnes vědci tvrdí, že se lidstvo posouvá od období prvních objevů do „věku gravitační astronomie“.

Signály téměř každý týden

Od prvního objevu se vědci zaměřili na zvyšování citlivosti svých detektorů. Klíčovou síť tvoří dvě americké stanice LIGO, evropský detektor Virgo v Itálii a japonský detektor KAGRA. Jejich úkolem je zachytit extrémně slabé deformace časoprostoru, které vznikají při nejenergetičtějších událostech ve vesmíru – například při srážkách černých děr nebo neutronových hvězd.

Nejnovější katalog observací obsahuje rekordních 161 nových událostí zaznamenaných mezi dubnem 2024 a lednem 2025. Celkový počet potvrzených či velmi pravděpodobných detekcí tak vzrostl na 390. Jen tato poslední série představuje přibližně tři čtvrtiny všech dosud zaznamenaných gravitačních událostí.

Podle vědců jsou dnes přístroje natolik citlivé, že zachytí v průměru tři až čtyři gravitační signály týdně. To představuje dramatický rozdíl oproti době prvních detekcí, kdy šlo o vzácné a výjimečné události.

Nový způsob pozorování vesmíru

Gravitační astronomie umožňuje zkoumat oblasti a procesy, které jsou pro běžné teleskopy prakticky neviditelné. Zatímco klasická astronomie sleduje světlo v různých vlnových délkách, gravitační detektory „naslouchají“ deformacím časoprostoru samotného.

Právě díky tomu mohou vědci pozorovat objekty zahalené hustými oblaky plynu, extrémně vzdálené srážky nebo procesy, které nevyzařují téměř žádné elektromagnetické záření. Největší význam mají gravitační vlny při studiu černých děr, protože tyto objekty samy o sobě světlo nevyzařují.

S rostoucím množstvím dat se astronomové dostávají od jednotlivých senzačních objevů k systematickému výzkumu. Místo ojedinělých případů mohou nyní porovnávat stovky událostí a hledat společné vzorce v tom, jak černé díry vznikají, rostou a slučují se.

Některé z nově zaznamenaných událostí jsou podle vědců mimořádně významné. Platí to například pro signál označovaný jako GW240615, který se podařilo lokalizovat s neobvykle vysokou přesností, takže astronomové dokázali určit oblast vesmíru, odkud gravitační vlna přišla.

Událost GW250114 zase přinesla vůbec nejčistší gravitační signál v historii měření. Takzvaný poměr signálu k šumu dosáhl hodnoty 76,9, což znamená, že vědci získali mimořádně kvalitní data umožňující detailní analýzu průběhu srážky.

Další dvojice událostí, GW241011 a GW241110, podle výzkumníků podporuje existenci takzvaných „černých děr druhé generace“. Ty by nevznikaly přímo zhroucením hvězd, ale následnými srážkami již existujících menších černých děr. Pokud se tento scénář potvrdí, mohlo by to výrazně změnit představy o životním cyklu černých děr i o vývoji galaxií.

Éra gravitační astronomie

Vědci zdůrazňují, že současný příval dat představuje teprve začátek. Detektory procházejí dalšími vylepšeními a jejich citlivost bude v příštích letech dále růst. To znamená nejen více zachycených událostí, ale také možnost registrovat slabší a vzdálenější gravitační vlny.

Astronomové proto očekávají, že nadcházející katalogy přinesou další překvapení a možná i zcela nové typy kosmických jevů. Gravitační vlny se z exotického experimentu postupně mění v běžný nástroj moderní astronomie – a podle vědců právě začíná období, kdy budou sloužit k přesnému mapování nejextrémnějších procesů ve vesmíru.