Í maí 2023, skömmu eftir að LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) kveikti aftur á í fjórðu mælingu sinni, fann það þyngdarbylgjumerki frá árekstrinum af fyrirbæri, líklega nifteindastjörnu, með grun um svarthol sem hefur massa sem er 2.5 til 4.5 sinnum meiri en sólin okkar.
Þetta merki, sem kallast GW230529, er forvitnilegt fyrir rannsakendur vegna þess að massi svartholsins er innan svokallaðs massabils á milli þyngstu þekktu nifteindastjörnurnar, sem eru aðeins fleiri en tveir sólmassar, og léttustu svartholanna sem vitað er um, sem eru u.þ.b. fimm sólmassar. Þótt þyngdarbylgjumerkið eitt og sér geti ekki leitt í ljós hið sanna eðli þessa hlutar, gæti framtíðaruppgötvun svipaðra atburða, sérstaklega þá sem fylgja ljósbyssum, verið lykillinn að því að svara spurningunni um hversu létt svarthol geta verið.
Myndin sýnir samruna og samruna svarthols með lægri massabili (dökkgrátt yfirborð) við nifteindastjörnu (mjög aflögun í fjöru vegna þyngdarafls svartholsins). Þessi kyrrmynd úr samrunalíkingu sýnir aðeins lægri þéttleikahluta nifteindastjörnunnar, allt frá 60 grömm á rúmsentimetra (dökkblár) til 600 kíló á rúmsentimetra (hvítt). Lögun hans undirstrikar mikla aflögun lágþéttniefnis nifteindastjörnunnar. Myndinneign: Ivan Markin, Tim Dietrich (háskólinn í Potsdam), Harald Paul Pfeiffer, Alessandra Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics
„Nýjasta uppgötvunin sýnir glæsilega vísindagetu þyngdarbylgjuskynjaranetsins, sem er umtalsvert næmari en það var í þriðju mælingu,“ segir Jenne Driggers (PhD '15), aðalgreiningarfræðingur við LIGO Hanford í Washington, ein af tveimur aðstöðu, ásamt LIGO Livingston í Louisiana, sem mynda LIGO stjörnustöðina.
LINK skráði sig í sögubækurnar árið 2015 eftir að hafa framkvæmt fyrstu beina uppgötvun þyngdarbylgna í geimnum. Síðan þá hafa LIGO og samstarfsskynjari þess í Evrópu, Virgo, greint nærri 100 samruna svarthola, handfylli á milli nifteindastjarna, auk samruna nifteindastjarna og svarthola. Japanski skynjarinn KAGRA gekk til liðs við þyngdarbylgjunetið árið 2019 og hópur vísindamanna sem saman greinir gögn frá öllum þremur skynjarunum er þekkt sem LIGO–Virgo–KAGRA (LVK) samstarfið. LIGO stjörnustöðin eru styrkt af National Science Foundation (NSF) og voru hugsuð, byggð og rekin af Caltech og MIT.
Nýjasta niðurstaðan bendir einnig til þess að árekstrar með léttum svartholum geti verið algengari en áður var talið.
„Þessi uppgötvun, sú fyrsta af spennandi niðurstöðum okkar úr fjórðu LIGO–Virgo–KAGRA mælingarhlaupinu, leiðir í ljós að það gæti verið meiri tíðni svipaðra árekstra milli nifteindastjarna og lágmassa svarthola en við héldum áður,“ segir Jess McIver. lektor við háskólann í Bresku Kólumbíu, staðgengill talsmanns LIGO Scientific Collaboration, og fyrrverandi nýdoktor við Caltech.
Áður en GW230529 atburðurinn hófst hafði einn annar forvitnilegur umsækjandi hlutur verið auðkenndur. Í þeim atburði, sem átti sér stað í ágúst 2019 og er þekktur sem GW190814, þéttur hlutur með 2.6 sólmassa fannst sem hluti af geimárekstri, en vísindamenn eru ekki vissir um hvort það hafi verið nifteindastjarna eða svarthol.
Eftir hlé vegna viðhalds og uppfærslu mun fjórða athugunarhlaup skynjaranna hefjast aftur 10. apríl 2024 og mun halda áfram til febrúar 2025.
Handritið af Whitney Clavin
Heimild: caltech
