Vào tháng 2023 năm XNUMX, ngay sau khi LIGO (Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser) hoạt động trở lại cho lần quan sát thứ tư, nó đã phát hiện ra một tín hiệu sóng hấp dẫn từ vụ va chạm của một vật thể, rất có thể là một ngôi sao neutron, với một lỗ đen bị nghi ngờ sở hữu khối lượng gấp 2.5 đến 4.5 lần khối lượng Mặt trời của chúng ta.
Tín hiệu này, được gọi là GW230529, gây tò mò cho các nhà nghiên cứu vì khối lượng của lỗ đen ứng cử viên nằm trong cái gọi là khoảng cách khối lượng giữa các sao neutron nặng nhất được biết đến, lớn hơn hai khối lượng mặt trời một chút và các lỗ đen nhẹ nhất được biết đến, nặng khoảng năm khối lượng mặt trời. Trong khi chỉ riêng tín hiệu sóng hấp dẫn không thể tiết lộ bản chất thực sự của vật thể này, thì những phát hiện trong tương lai về các sự kiện tương tự, đặc biệt là những sự kiện đi kèm với các vụ nổ ánh sáng, có thể nắm giữ chìa khóa để trả lời câu hỏi lỗ đen có thể nhẹ đến mức nào.
Hình ảnh cho thấy sự kết tụ và hợp nhất của một lỗ đen có khoảng cách khối lượng thấp hơn (bề mặt màu xám đen) với một sao neutron (bị biến dạng thủy triều rất nhiều do lực hấp dẫn của lỗ đen). Hình ảnh tĩnh này từ mô phỏng sáp nhập chỉ làm nổi bật các thành phần có mật độ thấp hơn của sao neutron, từ 60 gam trên centimet khối (xanh đậm) đến 600 kg trên centimet khối (màu trắng). Hình dạng của nó làm nổi bật sự biến dạng mạnh mẽ của vật chất mật độ thấp của sao neutron. Người cung cấp hình ảnh: Ivan Markin, Tim Dietrich (Đại học Potsdam), Harald Paul Pfeiffer, Alessandra Buonanno (Viện Vật lý Hấp dẫn Max Planck
Jenne Driggers (Tiến sĩ '15), nhà khoa học chính về phát hiện tại LIGO Hanford ở Washington, cho biết: “Phát hiện mới nhất chứng minh khả năng khoa học ấn tượng của mạng máy dò sóng hấp dẫn, nhạy hơn đáng kể so với lần quan sát thứ ba”. một trong hai cơ sở, cùng với LIGO Livingston ở Louisiana, tạo nên Đài thiên văn LIGO.
LIGO làm nên lịch sử vào năm 2015 sau khi thực hiện lần đầu tiên phát hiện trực tiếp sóng hấp dẫn trong không gian. Kể từ đó, LIGO và đối tác dò tìm của nó ở châu Âu, Xử Nữ, đã phát hiện gần 100 vụ sáp nhập giữa các lỗ đen, một số ít là giữa các sao neutron, cũng như các vụ sáp nhập giữa các sao neutron và lỗ đen. Máy dò KAGRA của Nhật Bản đã tham gia mạng lưới sóng hấp dẫn vào năm 2019 và nhóm các nhà khoa học phân tích chung dữ liệu từ cả ba máy dò được gọi là nhóm hợp tác LIGO–Virgo–KAGRA (LVK). Các đài quan sát LIGO được Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF) tài trợ và được hình thành, xây dựng và vận hành bởi Caltech và MIT.
Phát hiện mới nhất còn chỉ ra rằng các vụ va chạm liên quan đến các lỗ đen nhẹ có thể phổ biến hơn những gì người ta tin trước đây.
Jess McIver cho biết: “Phát hiện này, kết quả thú vị đầu tiên của chúng tôi từ đợt quan sát LIGO–Virgo–KAGRA lần thứ tư, cho thấy rằng có thể có tỷ lệ va chạm tương tự giữa sao neutron và lỗ đen khối lượng thấp cao hơn chúng tôi nghĩ trước đây,” một trợ lý giáo sư tại Đại học British Columbia, phó phát ngôn viên của Hợp tác khoa học LIGO, và một cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Caltech.
Trước sự kiện GW230529, một đối tượng ứng cử viên có khoảng cách khối lượng hấp dẫn khác đã được xác định. Trong sự kiện đó diễn ra vào tháng 2019 năm 190814 và được gọi là GWXNUMX, một Đã tìm thấy vật thể nhỏ gọn có khối lượng bằng 2.6 lần khối lượng mặt trời là một phần của vụ va chạm vũ trụ, nhưng các nhà khoa học không chắc đó là sao neutron hay lỗ đen.
Sau thời gian tạm dừng để bảo trì và nâng cấp, đợt quan sát thứ tư của máy dò sẽ tiếp tục vào ngày 10 tháng 2024 năm 2025 và sẽ tiếp tục cho đến tháng XNUMX năm XNUMX.
Viết bởi Whitney Clavin
nguồn: Caltech
