2023. gada maijā, neilgi pēc tam, kad LIGO (lāzera interferometra gravitācijas viļņu observatorija) atkal ieslēdzās ceturtajam novērojumu ciklam, tā atklāja gravitācijas viļņu signāls no sadursmes objekts, visticamāk, neitronu zvaigzne, ar iespējamo melno caurumu, kura masa ir 2.5–4.5 reizes lielāka nekā mūsu Saules masa.
Šis signāls, ko sauc par GW230529, ir intriģējošs pētniekiem, jo kandidāta melnā cauruma masa ietilpst tā sauktajā masas atstatumā starp vissmagākajām zināmajām neitronu zvaigznēm, kas ir nedaudz lielākas par divām Saules masām, un vieglākajiem zināmajiem melnajiem caurumiem, kas ir aptuveni. piecas saules masas. Lai gan gravitācijas viļņu signāls vien nevar atklāt šī objekta patieso dabu, līdzīgu notikumu noteikšana nākotnē, īpaši tos, ko pavada gaismas uzliesmojumi, varētu būt atslēga, lai atbildētu uz jautājumu par to, cik viegli var būt melnie caurumi.
Attēlā redzama zemākas masas atstarpes melnā cauruma (tumši pelēkas virsmas) saplūšana un saplūšana ar neitronu zvaigzni (kuru lielā mērā deformē melnā cauruma gravitācija). Šis nekustīgs attēls no apvienošanās simulācijas izceļ tikai neitronu zvaigznes zemāka blīvuma komponentus, sākot no 60 gramiem uz kubikcentimetru (tumši zilā krāsā) līdz 600 kilogramiem uz kubikcentimetru (balts). Tās forma izceļ neitronu zvaigznes zema blīvuma materiāla spēcīgās deformācijas. Attēlu autors: Ivans Markins, Tims Dītrihs (Potsdamas Universitāte), Haralds Pols Feifers, Alesandra Buonanno (Maksa Planka Gravitācijas fizikas institūts
"Pēdējais atklājums parāda gravitācijas viļņu detektoru tīkla iespaidīgās zinātniskās spējas, kas ir ievērojami jutīgākas nekā trešajā novērošanas reizē," saka Džene Drigere (PhD '15), atklāšanas vadošā zinātniece LIGO Hanfordā Vašingtonā. viena no divām iekārtām, kā arī LIGO Livingston Luiziānā, kas veido LIGO observatoriju.
SAITE iegāja vēsturē 2015. gadā pēc pirmās tiešās gravitācijas viļņu noteikšanas kosmosā. Kopš tā laika LIGO un tā partnera detektors Eiropā Virgo ir atklājuši gandrīz 100 saplūšanas gadījumus starp melnajiem caurumiem, nedaudzu neitronu zvaigžņu saplūšanu, kā arī neitronu zvaigžņu un melno caurumu saplūšanu. Japānas detektors KAGRA pievienojās gravitācijas viļņu tīklam 2019. gadā, un zinātnieku komanda, kas kopīgi analizē datus no visiem trim detektoriem, ir pazīstama kā LIGO–Virgo–KAGRA (LVK) sadarbība. LIGO observatorijas finansē Nacionālais zinātnes fonds (NSF), un tās izstrādāja, uzbūvēja un pārvalda Caltech un MIT.
Jaunākais atklājums arī norāda, ka sadursmes ar viegliem melnajiem caurumiem var būt biežākas, nekā tika uzskatīts iepriekš.
"Šis atklājums, pirmais no mūsu aizraujošajiem rezultātiem ceturtajā LIGO-Virgo-KAGRA novērošanas skrējienā, atklāj, ka līdzīgu sadursmju skaits starp neitronu zvaigznēm un zemas masas melnajiem caurumiem var būt lielāks nekā mēs iepriekš domājām," saka Džess Makivers. asistents Britu Kolumbijas Universitātē, LIGO Zinātniskās sadarbības pārstāvja vietnieks un bijušais pēcdoktorants Caltech.
Pirms notikuma GW230529 tika identificēts vēl viens intriģējošs masas spraugas kandidātobjekts. Šajā pasākumā, kas notika 2019. gada augustā un ir zināms kā GW190814, tika atrasts kompakts objekts ar 2.6 saules masu kā daļa no kosmiskās sadursmes, taču zinātnieki nav pārliecināti, vai tā bija neitronu zvaigzne vai melnais caurums.
Pēc apkopes un jaunināšanas pārtraukuma detektoru ceturtais novērošanas skrējiens atsāksies 10. gada 2024. aprīlī un turpināsies līdz 2025. gada februārim.
Raksta Vitnija Klavina
Avots: Caltech
