I maj 2023, kort efter att LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) slogs på igen för sin fjärde omgång av observationer, upptäckte den en gravitationsvågsignal från kollisionen av ett föremål, troligen en neutronstjärna, med ett misstänkt svart hål som har en massa som är 2.5 till 4.5 gånger mer än vår sols.
Denna signal, som kallas GW230529, är spännande för forskare eftersom det svarta hålets massa ligger inom ett så kallat massgap mellan de tyngsta kända neutronstjärnorna, som är något mer än två solmassor, och de lättaste kända svarta hålen, som är ca. fem solmassor. Medan gravitationsvågssignalen ensam inte kan avslöja den sanna naturen hos detta objekt, kan framtida upptäckter av liknande händelser, särskilt de som åtföljs av ljusskurar, vara nyckeln till att svara på frågan om hur lätta svarta hål kan vara.
Bilden visar sammansmältningen och sammansmältningen av ett svart hål med lägre massgap (mörkgrå yta) med en neutronstjärna (kraftigt deformerad av det svarta hålets gravitation). Den här stillbilden från en fusionssimulering framhäver bara neutronstjärnans komponenter med lägre densitet, allt från 60 gram per kubikcentimeter (mörkblå) till 600 kilogram per kubikcentimeter (vit). Dess form framhäver de kraftiga deformationerna av neutronstjärnans lågdensitetsmaterial. Bildkredit: Ivan Markin, Tim Dietrich (University of Potsdam), Harald Paul Pfeiffer, Alessandra Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics
"Det senaste fyndet visar den imponerande vetenskapliga förmågan hos gravitationsvågsdetektornätverket, som är betydligt känsligare än det var i den tredje observationskörningen", säger Jenne Driggers (PhD '15), detektionshuvudforskare vid LIGO Hanford i Washington, en av två anläggningar, tillsammans med LIGO Livingston i Louisiana, som utgör LIGO-observatoriet.
LIGO skrev historia 2015 efter att ha utfört den första direkta upptäckten av gravitationsvågor i rymden. Sedan dess har LIGO och dess partnerdetektor i Europa, Virgo, upptäckt nästan 100 sammanslagningar mellan svarta hål, en handfull mellan neutronstjärnor, samt sammanslagningar mellan neutronstjärnor och svarta hål. Den japanska detektorn KAGRA gick med i gravitationsvågnätverket 2019, och teamet av forskare som tillsammans analyserar data från alla tre detektorerna är känt som LIGO–Virgo–KAGRA (LVK)-samarbetet. LIGO-observatorierna finansieras av National Science Foundation (NSF), och har utformats, byggts och drivs av Caltech och MIT.
Det senaste fyndet tyder också på att kollisioner med lätta svarta hål kan vara vanligare än man tidigare trott.
"Denna upptäckt, det första av våra spännande resultat från den fjärde LIGO–Virgo–KAGRA-observationskörningen, avslöjar att det kan finnas en högre frekvens av liknande kollisioner mellan neutronstjärnor och svarta hål med låg massa än vi tidigare trott", säger Jess McIver. en biträdande professor vid University of British Columbia, biträdande talesman för LIGO Scientific Collaboration, och en före detta postdoktor vid Caltech.
Före händelsen GW230529 hade ett annat intressant massgap-kandidatobjekt identifierats. I den händelsen, som ägde rum i augusti 2019 och är känd som GW190814, kompakt föremål på 2.6 solmassor hittades som en del av en kosmisk kollision, men forskarna är inte säkra på om det var en neutronstjärna eller ett svart hål.
Efter ett uppehåll för underhåll och uppgraderingar kommer detektorernas fjärde observationskörning att återupptas den 10 april 2024 och kommer att fortsätta till februari 2025.
Skrivet av Whitney Clavin
Källa: Caltech
