V máji 2023, krátko po tom, čo sa LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) opäť zapol na štvrtú sériu pozorovaní, zistilo signál gravitačných vĺn zo zrážky objektu, s najväčšou pravdepodobnosťou neutrónovej hviezdy, s predpokladanou čiernou dierou s hmotnosťou 2.5 až 4.5-krát väčšou ako hmotnosť nášho Slnka.
Tento signál s názvom GW230529 je pre výskumníkov zaujímavý, pretože hmotnosť kandidátskej čiernej diery spadá do takzvanej hmotnostnej medzery medzi najťažšími známymi neutrónovými hviezdami, ktoré majú o niečo viac ako dve hmotnosti Slnka, a najľahšími známymi čiernymi dierami, ktoré sú približne päť slnečných hmôt. Zatiaľ čo samotný signál gravitačných vĺn nemôže odhaliť skutočnú povahu tohto objektu, budúce detekcie podobných udalostí, najmä tých, ktoré sú sprevádzané výbuchmi svetla, by mohli byť kľúčom k odpovedi na otázku, aké ľahké môžu byť čierne diery.
Obrázok ukazuje koalescenciu a zlúčenie čiernej diery s nižšou hmotnostnou medzerou (tmavosivý povrch) s neutrónovou hviezdou (veľmi slapovo deformovanou gravitáciou čiernej diery). Tento statický obrázok zo simulácie zlúčenia zvýrazňuje iba zložky neutrónovej hviezdy s nižšou hustotou, ktorá sa pohybuje od 60 gramov na centimeter kubický (tmavomodrá) až po 600 kilogramov na centimeter kubický (biela). Jeho tvar zvýrazňuje silné deformácie materiálu neutrónovej hviezdy s nízkou hustotou. Obrazový kredit: Ivan Markin, Tim Dietrich (Univerzita v Postupime), Harald Paul Pfeiffer, Alessandra Buonanno (Inštitút Maxa Plancka pre gravitačnú fyziku
„Najnovšie zistenie demonštruje pôsobivú vedeckú schopnosť siete detektorov gravitačných vĺn, ktorá je výrazne citlivejšia ako v treťom pozorovaní,“ hovorí Jenne Driggers (PhD '15), vedúca vedkyňa detekcie z LIGO Hanford vo Washingtone. jedno z dvoch zariadení, spolu s LIGO Livingston v Louisiane, ktoré tvoria observatórium LIGO.
LINK sa zapísal do histórie v roku 2015 po vykonaní prvej priamej detekcie gravitačných vĺn vo vesmíre. Odvtedy LIGO a jeho partnerský detektor v Európe, Virgo, zaznamenali takmer 100 fúzií medzi čiernymi dierami, hŕstku medzi neutrónovými hviezdami, ako aj fúzií medzi neutrónovými hviezdami a čiernymi dierami. Japonský detektor KAGRA sa pripojil k sieti gravitačných vĺn v roku 2019 a tím vedcov, ktorí spoločne analyzujú údaje zo všetkých troch detektorov, je známy ako spolupráca LIGO–Virgo–KAGRA (LVK). Observatóriá LIGO sú financované Národnou vedeckou nadáciou (NSF) a boli navrhnuté, postavené a prevádzkované spoločnosťami Caltech a MIT.
Najnovšie zistenie tiež naznačuje, že kolízie s ľahkými čiernymi dierami môžu byť bežnejšie, ako sa doteraz predpokladalo.
„Táto detekcia, prvý z našich vzrušujúcich výsledkov zo štvrtého pozorovania LIGO–Virgo–KAGRA, odhaľuje, že medzi neutrónovými hviezdami a nízkohmotnými čiernymi dierami môže byť vyššia miera podobných zrážok, než sme si doteraz mysleli,“ hovorí Jess McIver. odborný asistent na University of British Columbia, zástupca hovorcu LIGO Scientific Collaboration a bývalý postdoktorand na Caltech.
Pred udalosťou GW230529 bol identifikovaný jeden ďalší zaujímavý objekt s hromadnou medzerou. V tejto udalosti, ktorá sa odohrala v auguste 2019 a je známa ako GW190814, bol nájdený kompaktný objekt s hmotnosťou 2.6 Slnka ako súčasť kozmickej zrážky, no vedci si nie sú istí, či išlo o neutrónovú hviezdu alebo čiernu dieru.
Po prestávke na údržbu a modernizáciu bude štvrtá pozorovacia prevádzka detektorov pokračovať 10. apríla 2024 a bude pokračovať do februára 2025.
Napísala Whitney Clavin
zdroj: Caltech
