In mei 2023, kort nadat LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) weer werd ingeschakeld voor de vierde reeks waarnemingen, ontdekte het een zwaartekrachtgolfsignaal van de botsing van een object, hoogstwaarschijnlijk een neutronenster, met een vermoedelijk zwart gat dat een massa heeft die 2.5 tot 4.5 keer groter is dan die van onze zon.
Dit signaal, GW230529 genaamd, is intrigerend voor onderzoekers omdat de massa van het kandidaat-zwarte gat binnen een zogenaamde massakloof valt tussen de zwaarste bekende neutronensterren, die iets meer dan twee zonsmassa's hebben, en de lichtste bekende zwarte gaten, die ongeveer zo groot zijn. vijf zonsmassa's. Hoewel het zwaartekrachtgolfsignaal alleen de ware aard van dit object niet kan onthullen, zouden toekomstige detecties van soortgelijke gebeurtenissen, vooral die welke gepaard gaan met lichtuitbarstingen, de sleutel kunnen zijn tot het beantwoorden van de vraag hoe licht zwarte gaten kunnen zijn.
De afbeelding toont de coalescentie en versmelting van een zwart gat met een lagere massaafstand (donkergrijs oppervlak) met een neutronenster (sterk vervormd door de zwaartekracht van het zwarte gat). Dit stilstaande beeld van een fusiesimulatie benadrukt alleen de componenten met een lagere dichtheid van de neutronenster, variërend van 60 gram per kubieke centimeter (donkerblauw) tot 600 kilogram per kubieke centimeter (wit). Zijn vorm benadrukt de sterke vervormingen van het materiaal met lage dichtheid van de neutronenster. Beeldcredits: Ivan Markin, Tim Dietrich (Universiteit van Potsdam), Harald Paul Pfeiffer, Alessandra Buonanno (Max Planck Instituut voor Zwaartekrachtfysica
"De nieuwste bevinding demonstreert de indrukwekkende wetenschappelijke mogelijkheden van het zwaartekrachtgolfdetectornetwerk, dat aanzienlijk gevoeliger is dan bij de derde waarnemingsrun", zegt Jenne Driggers (PhD '15), hoofdonderzoeker detectie bij LIGO Hanford in Washington, een van de twee faciliteiten, samen met LIGO Livingston in Louisiana, die deel uitmaken van het LIGO Observatorium.
LINK geschiedenis geschreven in 2015 na het uitvoeren van de eerste directe detectie van zwaartekrachtgolven in de ruimte. Sindsdien hebben LIGO en zijn partnerdetector in Europa, Virgo, bijna 100 fusies tussen zwarte gaten gedetecteerd, een handvol tussen neutronensterren, evenals fusies tussen neutronensterren en zwarte gaten. De Japanse detector KAGRA sloot zich in 2019 aan bij het zwaartekrachtgolfnetwerk, en het team van wetenschappers dat gezamenlijk de gegevens van alle drie de detectoren analyseert, staat bekend als de LIGO-Virgo-KAGRA (LVK)-samenwerking. De LIGO-observatoria worden gefinancierd door de National Science Foundation (NSF) en zijn bedacht, gebouwd en geëxploiteerd door Caltech en MIT.
De laatste bevinding geeft ook aan dat botsingen met lichtgewicht zwarte gaten vaker voorkomen dan eerder werd aangenomen.
‘Deze detectie, de eerste van onze opwindende resultaten van de vierde observatieronde LIGO-Virgo-KAGRA, laat zien dat er mogelijk meer vergelijkbare botsingen plaatsvinden tussen neutronensterren en zwarte gaten met een lage massa dan we eerder dachten’, zegt Jess McIver. een assistent-professor aan de Universiteit van British Columbia, plaatsvervangend woordvoerder van de LIGO Scientific Collaboration, en een voormalig postdoctoraal onderzoeker bij Caltech.
Voorafgaand aan de GW230529-gebeurtenis was er nog een ander intrigerend kandidaat-object met massale kloof geïdentificeerd. In dat geval, dat plaatsvond in augustus 2019 en bekend staat als GW190814, werd een compact object met een massa van 2.6 zonsmassa gevonden als onderdeel van een kosmische botsing, maar wetenschappers weten niet zeker of het een neutronenster of een zwart gat was.
Na een pauze vanwege onderhoud en upgrades wordt de vierde waarnemingsrun van de detectoren hervat op 10 april 2024 en zal doorgaan tot februari 2025.
Geschreven door Whitney Clavin
Bron: Caltech
