U svibnju 2023., nedugo nakon što se LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) ponovno uključio za svoju četvrtu seriju promatranja, otkrio je signal gravitacijskih valova od sudara objekta, najvjerojatnije neutronske zvijezde, s navodnom crnom rupom koja posjeduje masu koja je 2.5 do 4.5 puta veća od mase našeg Sunca.
Ovaj signal, nazvan GW230529, intrigantan je istraživačima jer se masa potencijalne crne rupe nalazi unutar takozvanog jaza mase između najtežih poznatih neutronskih zvijezda, koje su nešto veće od dvije solarne mase, i najlakših poznatih crnih rupa, koje su oko pet solarnih masa. Iako signal gravitacijskih valova sam po sebi ne može otkriti pravu prirodu ovog objekta, buduće detekcije sličnih događaja, posebice onih popraćenih izljevima svjetlosti, mogle bi biti ključ za odgovor na pitanje koliko crne rupe mogu biti lagane.
Slika prikazuje koalescenciju i spajanje crne rupe s manjim raskorakom mase (tamnosiva površina) s neutronskom zvijezdom (jako plimno deformiranom gravitacijom crne rupe). Ova fotografija iz simulacije spajanja ističe samo komponente manje gustoće neutronske zvijezde, u rasponu od 60 grama po kubičnom centimetru (tamnoplavo) do 600 kilograma po kubičnom centimetru (bijelo). Njegov oblik naglašava jake deformacije materijala niske gustoće neutronske zvijezde. Zasluge za sliku: Ivan Markin, Tim Dietrich (Sveučilište u Potsdamu), Harald Paul Pfeiffer, Alessandra Buonanno (Institut za gravitacijsku fiziku Maxa Plancka
"Najnovije otkriće demonstrira impresivnu znanstvenu sposobnost mreže detektora gravitacijskih valova, koja je značajno osjetljivija nego što je bila u trećoj seriji promatranja", kaže Jenne Driggers (PhD '15), glavna znanstvenica za detekciju u LIGO Hanford u Washingtonu, jedan od dva objekta, uz LIGO Livingston u Louisiani, koji čine LIGO opservatorij.
Ligo ušao u povijest 2015 nakon prve izravne detekcije gravitacijskih valova u svemiru. Od tada, LIGO i njegov partner detektor u Europi, Virgo, detektirali su gotovo 100 spajanja između crnih rupa, nekolicinu između neutronskih zvijezda, kao i spajanja između neutronskih zvijezda i crnih rupa. Japanski detektor KAGRA pridružio se mreži gravitacijskih valova 2019. godine, a tim znanstvenika koji zajednički analizira podatke sa sva tri detektora poznat je kao kolaboracija LIGO–Virgo–KAGRA (LVK). Opservatorije LIGO financira Nacionalna zaklada za znanost (NSF), a osmislili su ih, izgradili i njima upravljaju Caltech i MIT.
Najnovije otkriće također ukazuje da bi sudari koji uključuju lake crne rupe mogli biti češći nego što se dosad vjerovalo.
"Ova detekcija, prvi od naših uzbudljivih rezultata iz četvrtog ciklusa promatranja LIGO–Virgo–KAGRA, otkriva da bi mogla postojati veća stopa sličnih sudara između neutronskih zvijezda i crnih rupa male mase nego što smo prije mislili", kaže Jess McIver, docent na Sveučilištu British Columbia, zamjenik glasnogovornika LIGO Scientific Collaboration i bivši postdoktorand na Caltechu.
Prije događaja GW230529 identificiran je još jedan intrigantan objekt kandidat za prazninu mase. U tom događaju, koji se dogodio u kolovozu 2019. i poznat je kao GW190814, pronađen je kompaktni objekt od 2.6 Sunčeve mase kao dio kozmičkog sudara, no znanstvenici nisu sigurni radi li se o neutronskoj zvijezdi ili crnoj rupi.
Nakon pauze radi održavanja i nadogradnje, četvrto promatranje detektora nastavit će se 10. travnja 2024. i nastavit će se do veljače 2025.
Napisala Whitney Clavin
Izvor: Caltech
