V květnu 2023, krátce poté, co se LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) znovu zapnula ke čtvrtému běhu pozorování, detekovala signál gravitační vlny ze srážky objektu, s největší pravděpodobností neutronové hvězdy, s předpokládanou černou dírou o hmotnosti 2.5 až 4.5 krát větší než je hmotnost našeho Slunce.
Tento signál, nazvaný GW230529, je pro výzkumníky zajímavý, protože hmotnost kandidátské černé díry spadá do takzvané hmotnostní mezery mezi nejtěžšími známými neutronovými hvězdami, které jsou o něco více než dvě hmotnosti Slunce, a nejlehčími známými černými dírami, které jsou přibližně pět slunečních hmot. Zatímco signál gravitační vlny sám o sobě nemůže odhalit skutečnou povahu tohoto objektu, budoucí detekce podobných událostí, zejména těch doprovázených výbuchy světla, by mohla být klíčem k zodpovězení otázky, jak lehké mohou být černé díry.
Obrázek ukazuje koalescenci a splynutí černé díry s nižší hmotnostní mezerou (tmavě šedý povrch) s neutronovou hvězdou (velmi slapově deformovanou gravitací černé díry). Tento statický snímek ze simulace sloučení zvýrazňuje pouze složky neutronové hvězdy s nižší hustotou, pohybující se od 60 gramů na centimetr krychlový (tmavě modrá) do 600 kilogramů na centimetr krychlový (bílá). Její tvar zdůrazňuje silné deformace materiálu neutronové hvězdy s nízkou hustotou. Image Credit: Ivan Markin, Tim Dietrich (University of Potsdam), Harald Paul Pfeiffer, Alessandra Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics
"Nejnovější zjištění demonstruje působivou vědeckou schopnost sítě detektorů gravitačních vln, která je výrazně citlivější než ve třetím pozorovacím cyklu," říká Jenne Driggers (PhD '15), vedoucí detekce z LIGO Hanford ve Washingtonu. jedno ze dvou zařízení, spolu s LIGO Livingston v Louisianě, které tvoří observatoř LIGO.
ODKAZ se zapsal do historie v roce 2015 po provedení první přímé detekce gravitačních vln ve vesmíru. Od té doby LIGO a jeho partnerský detektor v Evropě, Virgo, detekovaly téměř 100 spojení mezi černými dírami, několik neutronových hvězd a také spojení mezi neutronovými hvězdami a černými dírami. Japonský detektor KAGRA se připojil k síti gravitačních vln v roce 2019 a tým vědců, kteří společně analyzují data ze všech tří detektorů, je znám jako spolupráce LIGO–Virgo–KAGRA (LVK). Observatoře LIGO jsou financovány National Science Foundation (NSF) a byly navrženy, postaveny a provozovány společnostmi Caltech a MIT.
Nejnovější zjištění také naznačuje, že srážky s lehkými černými dírami mohou být častější, než se dříve předpokládalo.
„Tato detekce, první z našich vzrušujících výsledků čtvrtého pozorování LIGO–Virgo–KAGRA, odhaluje, že mezi neutronovými hvězdami a černými dírami o nízké hmotnosti může docházet k vyššímu počtu podobných kolizí, než jsme si dříve mysleli,“ říká Jess McIver. odborný asistent na University of British Columbia, zástupce mluvčího LIGO Scientific Collaboration a bývalý postdoktorand na Caltech.
Před událostí GW230529 byl identifikován jeden další zajímavý objekt s hromadnou mezerou. V této události, která se odehrála v srpnu 2019 a je známá jako GW190814, byl nalezen kompaktní objekt o hmotnosti 2.6 Slunce jako součást kosmické srážky, ale vědci si nejsou jisti, zda šlo o neutronovou hvězdu nebo černou díru.
Po přestávce na údržbu a upgrady bude čtvrtý provoz detektorů pokračovat 10. dubna 2024 a bude pokračovat až do února 2025.
Napsal Whitney Clavin
Zdroj: Caltech
