Toukokuussa 2023, pian sen jälkeen, kun LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) käynnistettiin uudelleen neljänteen havaintosarjaansa, se havaitsi gravitaatioaaltosignaali törmäyksestä esineestä, todennäköisimmin neutronitähdestä, jonka epäillään olevan musta aukko, jonka massa on 2.5–4.5 kertaa aurinkomme massaa suurempi.
Tämä signaali, nimeltään GW230529, on tutkijoille kiehtova, koska ehdokasmustan aukon massa putoaa ns. massarakoon raskaimpien tunnettujen neutronitähtien, joiden massa on hieman enemmän kuin kaksi auringon massaa, ja kevyimpien tunnettujen mustien aukkojen välillä, jotka ovat noin viisi auringon massaa. Vaikka gravitaatioaaltosignaali ei yksinään pysty paljastamaan tämän kohteen todellista luonnetta, samankaltaisten tapahtumien, erityisesti valonpurkauksen mukana tulevien tapahtumien havaitseminen voi olla avain vastaamiseen kysymykseen, kuinka kevyitä mustat aukot voivat olla.
Kuvassa näkyy alemman massavälin mustan aukon (tummanharmaa pinta) sulautuminen ja sulautuminen neutronitähteen (joka on suuresti vuoroveden muotoutunut mustan aukon painovoiman vaikutuksesta). Tämä fuusiosimulaatiosta saatu stillkuva korostaa vain neutronitähden pienemmän tiheyden komponentteja, jotka vaihtelevat 60 grammasta kuutiosenttimetriä kohden (tummansininen) 600 kilogrammaan kuutiosenttimetriä kohden (valkoinen). Sen muoto korostaa neutronitähden pientiheyden materiaalin voimakkaita muodonmuutoksia. Kuvat: Ivan Markin, Tim Dietrich (Potsdamin yliopisto), Harald Paul Pfeiffer, Alessandra Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics
"Viimeisin löytö osoittaa gravitaatioaaltojen ilmaisinverkon vaikuttavan tieteellisen kyvyn, sillä se on huomattavasti herkempi kuin kolmannella havainnolla", sanoo Jenne Driggers (PhD '15), havaitsemisen johtava tutkija LIGO Hanfordissa Washingtonissa. yksi kahdesta laitoksesta, yhdessä LIGO Livingstonin kanssa Louisianassa, jotka muodostavat LIGO-observatorion.
LIGO teki historiaa vuonna 2015 suoritettuaan ensimmäisen suoran gravitaatioaaltojen havaitsemisen avaruudessa. Sittemmin LIGO ja sen kumppanin ilmaisin Euroopassa, Virgo, ovat havainneet lähes 100 fuusiota mustien aukkojen välillä, kourallisen neutronitähtien välillä sekä neutronitähtien ja mustien aukkojen sulautumisia. Japanilainen ilmaisin KAGRA liittyi gravitaatioaaltoverkkoon vuonna 2019, ja kaikkien kolmen ilmaisimen dataa yhdessä analysoiva tutkijaryhmä tunnetaan nimellä LIGO–Virgo–KAGRA (LVK) -yhteistyö. LIGO-observatoriot ovat National Science Foundationin (NSF) rahoittamia, ja Caltech ja MIT suunnittelivat, rakensivat ja ylläpitävät niitä.
Uusin havainto osoittaa myös, että kevyisiin mustiin aukkoihin liittyvät törmäykset voivat olla yleisempiä kuin aiemmin uskottiin.
"Tämä havainto, ensimmäinen jännittävistä tuloksistamme neljännestä LIGO-Virgo-KAGRA-havainnointiajosta, paljastaa, että samanlaisia törmäyksiä neutronitähtien ja pienimassaisten mustien aukkojen välillä saattaa olla enemmän kuin aiemmin luulimme", sanoo Jess McIver. apulaisprofessori British Columbian yliopistossa, LIGO Scientific Collaborationin apulaistiedottaja ja entinen tutkijatohtori Caltechissa.
Ennen GW230529-tapahtumaa oli tunnistettu yksi toinen kiehtova massarako-ehdokasobjekti. Tapahtumassa, joka pidettiin elokuussa 2019 ja joka tunnetaan nimellä GW190814, kompakti kohde, jonka aurinkomassa on 2.6, löydettiin osana kosmista törmäystä, mutta tutkijat eivät ole varmoja, oliko se neutronitähti vai musta aukko.
Huolto- ja päivitystauon jälkeen ilmaisimien neljäs havaintoajo jatkuu 10 ja jatkuu helmikuuhun 2024 saakka.
Käsikirjoitus: Whitney Clavin
Lähde: Caltech
