I mai 2023, kort tid etter at LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) ble slått på igjen for sin fjerde serie med observasjoner, oppdaget den en gravitasjonsbølgesignal fra kollisjonen av et objekt, mest sannsynlig en nøytronstjerne, med et mistenkt sort hull som har en masse som er 2.5 til 4.5 ganger mer enn solens.
Dette signalet, kalt GW230529, er spennende for forskere fordi kandidatens sorte hulls masse faller innenfor et såkalt massegap mellom de tyngste kjente nøytronstjernene, som er litt mer enn to solmasser, og de letteste kjente sorte hullene, som er ca. fem solmasser. Mens gravitasjonsbølgesignalet alene ikke kan avsløre den sanne naturen til dette objektet, kan fremtidige deteksjoner av lignende hendelser, spesielt de som er ledsaget av lysutbrudd, være nøkkelen til å svare på spørsmålet om hvor lette svarte hull kan være.
Bildet viser koalescensen og sammenslåingen av et svart hull med lavere massegap (mørkegrå overflate) med en nøytronstjerne (sterkt tidevannsdeformert av det sorte hullets tyngdekraft). Dette stillbildet fra en fusjonssimulering fremhever bare nøytronstjernens komponenter med lavere tetthet, fra 60 gram per kubikkcentimeter (mørkeblått) til 600 kilo per kubikkcentimeter (hvitt). Formen fremhever de sterke deformasjonene av nøytronstjernens lavdensitetsmateriale. Bildekreditt: Ivan Markin, Tim Dietrich (University of Potsdam), Harald Paul Pfeiffer, Alessandra Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics
"Det siste funnet demonstrerer den imponerende vitenskapelige evnen til gravitasjonsbølgedetektornettverket, som er betydelig mer følsomt enn det var i det tredje observasjonsløpet," sier Jenne Driggers (PhD '15), deteksjonsleder ved LIGO Hanford i Washington, ett av to anlegg, sammen med LIGO Livingston i Louisiana, som utgjør LIGO-observatoriet.
LINK skrev historie i 2015 etter å ha utført den første direkte deteksjonen av gravitasjonsbølger i rommet. Siden den gang har LIGO og partnerdetektoren i Europa, Virgo, oppdaget nesten 100 fusjoner mellom sorte hull, en håndfull mellom nøytronstjerner, samt fusjoner mellom nøytronstjerner og sorte hull. Den japanske detektoren KAGRA ble med i gravitasjonsbølgenettverket i 2019, og teamet av forskere som samlet analyserer data fra alle tre detektorene er kjent som LIGO–Virgo–KAGRA (LVK)-samarbeidet. LIGO-observatoriene er finansiert av National Science Foundation (NSF), og ble unnfanget, bygget og drevet av Caltech og MIT.
Det siste funnet indikerer også at kollisjoner som involverer lette sorte hull kan være mer vanlig enn tidligere antatt.
"Denne deteksjonen, det første av våre spennende resultater fra den fjerde LIGO-Virgo-KAGRA-observasjonskjøringen, avslører at det kan være en høyere frekvens av lignende kollisjoner mellom nøytronstjerner og svarte hull med lav masse enn vi tidligere trodde," sier Jess McIver. en assisterende professor ved University of British Columbia, nestleder talsperson for LIGO Scientific Collaboration, og en tidligere postdoktor ved Caltech.
Før GW230529-arrangementet hadde ett annet spennende massegap-kandidatobjekt blitt identifisert. I den hendelsen, som fant sted i august 2019 og er kjent som GW190814, en kompakt objekt på 2.6 solmasser ble funnet som en del av en kosmisk kollisjon, men forskerne er ikke sikre på om det var en nøytronstjerne eller et sort hull.
Etter en pause for vedlikehold og oppgraderinger vil detektorenes fjerde observasjonskjøring gjenopptas 10. april 2024, og vil fortsette til februar 2025.
Skrevet av Whitney Clavin
kilde: Caltech
