У маі 2023 г., неўзабаве пасля таго, як LIGO (лазерная інтэрферометрная гравітацыйна-хвалевая абсерваторыя) зноў уключылася для чацвёртага цыкла назіранняў, яна выявіла гравітацыйна-хвалевы сігнал ад сутыкнення аб'екта, хутчэй за ўсё, нейтроннай зоркі, з меркаванай чорнай дзіркай, якая валодае масай у 2.5-4.5 раза большай, чым маса нашага Сонца.
Гэты сігнал пад назвай GW230529 выклікае інтрыгу ў даследчыкаў, таму што маса кандыдата ў чорную дзірку знаходзіцца ў так званым разрыве мас паміж самымі цяжкімі вядомымі нейтроннымі зоркамі, якія складаюць крыху больш за дзве сонечныя масы, і самымі лёгкімі вядомымі чорнымі дзіркамі, якія каля пяць сонечных мас. У той час як сігнал гравітацыйнай хвалі сам па сабе не можа раскрыць сапраўдную прыроду гэтага аб'екта, будучыя выяўлення падобных падзей, асабліва тых, якія суправаджаюцца выбліскамі святла, могуць стаць ключом да адказу на пытанне аб тым, наколькі лёгкімі могуць быць чорныя дзіркі.
Выява паказвае зліццё і зліццё чорнай дзіркі з меншай масавай шчылінай (цёмна-шэрая паверхня) з нейтроннай зоркай (моцна прыліўна дэфармаваная гравітацыяй чорнай дзіркі). Гэты фотаздымак з мадэлявання зліцця вылучае толькі кампаненты нейтроннай зоркі з меншай шчыльнасцю, ад 60 грам на кубічны сантыметр (цёмна-сіні) да 600 кілаграмаў на кубічны сантыметр (белы). Яго форма падкрэслівае моцныя дэфармацыі матэрыялу нізкай шчыльнасці нейтроннай зоркі. Фота: Іван Маркін, Цім Дзітрых (Патсдамскі ўніверсітэт), Харальд Пол Пфайфер, Алесандра Буанана (Інстытут гравітацыйнай фізікі імя Макса Планка
«Апошняя знаходка дэманструе ўражлівыя навуковыя магчымасці сеткі дэтэктараў гравітацыйных хваль, якая значна больш адчувальная, чым была ў трэцім цыкле назіранняў», — кажа Джэн Дрыгерс (PhD '15), вядучы навуковы супрацоўнік LIGO Hanford у Вашынгтоне, адзін з двух аб'ектаў, разам з LIGO Livingston у Луізіяне, якія ўваходзяць у склад абсерваторыі LIGO.
LIGO увайшоў у гісторыю ў 2015 годзе пасля правядзення першага прамога выяўлення гравітацыйных хваль у космасе. З тых часоў LIGO і яго партнёрскі дэтэктар у Еўропе Virgo выявілі амаль 100 зліццяў паміж чорнымі дзіркамі, некалькі паміж нейтроннымі зоркамі, а таксама зліццяў паміж нейтроннымі зоркамі і чорнымі дзіркамі. Японскі дэтэктар KAGRA далучыўся да сеткі гравітацыйных хваль у 2019 годзе, і каманда навукоўцаў, якія сумесна аналізуюць даныя з усіх трох дэтэктараў, вядомая як калабарацыя LIGO–Virgo–KAGRA (LVK). Абсерваторыі LIGO фінансуюцца Нацыянальным навуковым фондам (NSF), і былі задуманы, пабудаваны і кіруюцца Caltech і MIT.
Апошняя знаходка таксама паказвае, што сутыкненні з удзелам лёгкіх чорных дзірак могуць быць больш распаўсюджанымі, чым лічылася раней.
«Гэта выяўленне, першы з нашых захапляльных вынікаў чацвёртага цыкла назіранняў LIGO-Virgo-KAGRA, паказвае, што падобных сутыкненняў паміж нейтроннымі зоркамі і чорнымі дзіркамі малой масы можа быць больш, чым мы меркавалі раней», - кажа Джэс Маківер, дацэнт Універсітэта Брытанскай Калумбіі, намеснік прэс-сакратара LIGO Scientific Collaboration і былы дактарант Каліфарнійскага тэхналагічнага інстытута.
Да падзеі GW230529 быў ідэнтыфікаваны яшчэ адзін інтрыгуючы аб'ект-кандыдат з разрывам мас. У гэтай падзеі, якая адбылася ў жніўні 2019 года і вядомая як GW190814, а знойдзены кампактны аб'ект з масай 2.6 сонечнай масы як частка касмічнага сутыкнення, але навукоўцы не ўпэўненыя, была гэта нейтронная зорка або чорная дзірка.
Пасля перапынку на тэхнічнае абслугоўванне і мадэрнізацыю чацвёрты запуск дэтэктараў адновіцца 10 красавіка 2024 г. і працягнецца да лютага 2025 г.
Аўтар Уітні Клавін
крыніца: Caltech
