I maj 2023, kort efter at LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) tændte igen for sin fjerde kørsel af observationer, opdagede den en gravitationsbølgesignal fra kollisionen af et objekt, højst sandsynligt en neutronstjerne, med et formodet sort hul, der har en masse, der er 2.5 til 4.5 gange mere end vores Sols.
Dette signal, kaldet GW230529, er spændende for forskere, fordi det sorte huls kandidatmasse falder inden for et såkaldt massegab mellem de tungeste kendte neutronstjerner, som er lidt mere end to solmasser, og de letteste kendte sorte huller, som er ca. fem solmasser. Mens gravitationsbølgesignalet alene ikke kan afsløre den sande natur af dette objekt, kan fremtidige påvisninger af lignende begivenheder, især dem, der ledsages af lysudbrud, være nøglen til at besvare spørgsmålet om, hvor lette sorte huller kan være.
Billedet viser sammensmeltningen og sammensmeltningen af et sort hul med lavere massegab (mørkegrå overflade) med en neutronstjerne (stærkt tidevandsdeformeret af det sorte huls tyngdekraft). Dette stillbillede fra en fusionssimulering fremhæver kun neutronstjernens komponenter med lavere tæthed, der spænder fra 60 gram per kubikcentimeter (mørkeblå) til 600 kilogram per kubikcentimeter (hvid). Dens form fremhæver de stærke deformationer af neutronstjernens lavdensitetsmateriale. Billedkredit: Ivan Markin, Tim Dietrich (University of Potsdam), Harald Paul Pfeiffer, Alessandra Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics
"Det seneste fund demonstrerer den imponerende videnskabelige kapacitet af gravitationsbølgedetektornetværket, som er betydeligt mere følsomt, end det var i den tredje observationskørsel," siger Jenne Driggers (PhD '15), detektionsleder ved LIGO Hanford i Washington, en af to faciliteter, sammen med LIGO Livingston i Louisiana, der udgør LIGO-observatoriet.
LINK skrev historie i 2015 efter at have udført den første direkte detektion af gravitationsbølger i rummet. Siden da har LIGO og dets partnerdetektor i Europa, Jomfruen, opdaget næsten 100 fusioner mellem sorte huller, en håndfuld mellem neutronstjerner samt fusioner mellem neutronstjerner og sorte huller. Den japanske detektor KAGRA sluttede sig til gravitationsbølgenetværket i 2019, og holdet af videnskabsmænd, der i fællesskab analyserer data fra alle tre detektorer, er kendt som LIGO-Virgo-KAGRA (LVK)-samarbejdet. LIGO-observatorierne er finansieret af National Science Foundation (NSF), og blev udtænkt, bygget og drevet af Caltech og MIT.
Det seneste fund indikerer også, at kollisioner, der involverer lette sorte huller, kan være mere almindelige end tidligere antaget.
"Denne påvisning, det første af vores spændende resultater fra den fjerde LIGO-Virgo-KAGRA-observationskørsel, afslører, at der kan være en højere frekvens af lignende kollisioner mellem neutronstjerner og sorte huller med lav masse, end vi tidligere troede," siger Jess McIver. en assisterende professor ved University of British Columbia, stedfortrædende talsmand for LIGO Scientific Collaboration og en tidligere postdoktor ved Caltech.
Forud for GW230529-begivenheden var et andet spændende massegap-kandidatobjekt blevet identificeret. I denne begivenhed, som fandt sted i august 2019 og er kendt som GW190814, kompakt objekt på 2.6 solmasser blev fundet som en del af en kosmisk kollision, men forskerne er ikke sikre på, om det var en neutronstjerne eller et sort hul.
Efter en pause til vedligeholdelse og opgraderinger genoptages detektorernes fjerde observationskørsel den 10. april 2024 og fortsætter indtil februar 2025.
Skrevet af Whitney Clavin
Kilde: Caltech
