2023 m. gegužę, netrukus po to, kai LIGO (lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorija) vėl įsijungė ketvirtam stebėjimų ciklui, jis aptiko gravitacinių bangų signalas iš susidūrimo objekto, greičiausiai neutroninės žvaigždės, turinčios įtariamą juodąją skylę, kurios masė yra 2.5–4.5 karto didesnė už mūsų Saulės masę.
Šis signalas, vadinamas GW230529, yra intriguojantis tyrėjams, nes juodosios skylės kandidatės masė patenka į vadinamąjį masės tarpą tarp sunkiausių žinomų neutroninių žvaigždžių, kurios yra šiek tiek didesnės nei dvi Saulės masės, ir lengviausių žinomų juodųjų skylių, kurios yra maždaug penkios saulės masės. Nors vien tik gravitacinės bangos signalas negali atskleisti tikrosios šio objekto prigimties, būsimi panašių įvykių aptikimai, ypač lydimi šviesos pliūpsnių, gali būti raktas į atsakymą į klausimą, kokios lengvos gali būti juodosios skylės.
Paveikslėlyje parodytas mažesnės masės tarpo juodosios skylės (tamsiai pilko paviršiaus) susiliejimas ir susiliejimas su neutronine žvaigžde (labai deformuota dėl juodosios skylės gravitacijos). Šis nejudantis vaizdas iš susijungimo modeliavimo išryškina tik mažesnio tankio neutroninės žvaigždės komponentus – nuo 60 gramų kubiniame centimetre (tamsiai mėlyna) iki 600 kilogramų kubiniame centimetre (balta). Jo forma išryškina stiprias mažo tankio neutroninės žvaigždės medžiagos deformacijas. Vaizdo autoriai: Ivanas Markinas, Timas Dietrichas (Potsdamo universitetas), Haraldas Paulas Pfeifferis, Alessandra Buonanno (Maxo Plancko gravitacinės fizikos institutas)
„Naujausias radinys rodo įspūdingą gravitacinių bangų detektorių tinklo mokslinį pajėgumą, kuris yra daug jautresnis nei buvo trečiojo stebėjimo metu“, – sako Jenne Driggers (15 m. daktaro laipsnis), Vašingtone įsikūrusio LIGO Hanfordo aptikimo vadovaujanti mokslininkė. vienas iš dviejų objektų, kartu su LIGO Livingston Luizianoje, sudarančių LIGO observatoriją.
LINK į istoriją įėjo 2015 m atlikus pirmąjį tiesioginį gravitacinių bangų aptikimą erdvėje. Nuo to laiko LIGO ir jo partneris detektorius Europoje Virgo aptiko beveik 100 susijungimų tarp juodųjų skylių, saujelę tarp neutroninių žvaigždžių, taip pat susijungimų tarp neutroninių žvaigždžių ir juodųjų skylių. Japonijos detektorius KAGRA prisijungė prie gravitacinių bangų tinklo 2019 m., o mokslininkų komanda, kuri bendrai analizuoja visų trijų detektorių duomenis, yra žinoma kaip LIGO – Virgo – KAGRA (LVK) bendradarbiavimas. LIGO observatorijas finansuoja Nacionalinis mokslo fondas (NSF), jas sukūrė, pastatė ir valdo Caltech ir MIT.
Naujausias atradimas taip pat rodo, kad susidūrimai su lengvosiomis juodosiomis skylėmis gali būti dažnesni, nei manyta anksčiau.
„Šis aptikimas, pirmasis iš mūsų įdomių ketvirtojo LIGO-Virgo-KAGRA stebėjimo rezultatų, atskleidžia, kad panašių susidūrimų tarp neutroninių žvaigždžių ir mažos masės juodųjų skylių gali būti daugiau, nei manėme anksčiau“, – sako Jess McIver. Britų Kolumbijos universiteto docentas, LIGO mokslinio bendradarbiavimo atstovo pavaduotojas ir buvęs Caltech doktorantas.
Prieš įvykį GW230529 buvo identifikuotas dar vienas intriguojantis masės tarpo kandidatas. Tame renginyje, kuris įvyko 2019 m. rugpjūčio mėn. ir žinomas kaip GW190814, rastas kompaktiškas 2.6 saulės masės objektas kaip kosminio susidūrimo dalis, tačiau mokslininkai nėra tikri, ar tai buvo neutroninė žvaigždė, ar juodoji skylė.
Po priežiūros ir atnaujinimo pertraukos ketvirtasis detektorių stebėjimas bus atnaujintas 10 m. balandžio 2024 d. ir tęsis iki 2025 m. vasario mėn.
Parašė Whitney Clavin
šaltinis: „Caltech“
