Kunstnerens gengivelse af en binær neutronstjernefusion.
(Billede: © National Science Foundation / LIGO / Sonoma State University / A. Simonnet)
HONOLULU - For anden gang nogensinde har Laser Interferometer Gravitations-Wave Observatory (LIGO) opdaget to ultradense stjernesterester, der er kendt som neutronstjerner, der voldeligt styrter sammen. Det gravitationsbølge begivenhed ser ud til at være blevet genereret af særlig massive enheder, der udfordrer astronomers modeller af neutronstjerner.
LIGO lavede historie for to og et halvt år siden, da observatoriet opdagede sit første par neutronstjerner - objekter i bystørrelse, der blev efterladt, når en gigantisk stjerne dør - spiralende omkring hinanden og derefter fusionerer. Når ekstremt tunge genstande spiraler og smadrer på denne måde, skaber de krusninger i rummet-rummet, og LIGO blev specifikt bygget til at samle disse op.
Den nye begivenhed blev observeret den 25. april 2019 under LIGOs tredje observationsløb, der pågår. LIGO holdet bestemte, at den samlede masse af neutronstjerne par var 3,4 gange Jordens sol.
Teleskoper har aldrig set et neutronstjernepar med en samlet masse større end 2,9 gange solens.
"Dette er klart tungere end noget andet par neutronstjerner, der nogensinde er observeret," sagde Katerina Chatziioannou, en astronom ved Flatiron Institute i New York City, på en pressekonference mandag (6. januar) her på det 235. møde i den amerikanske astronomiske Samfund i Honolulu.
Forskere kan ikke udelukke, at de fusionerende enheder faktisk var lette sorte huller eller et sort hul parret med en neutronstjerne, tilføjede hun. Men sorte huller med så lille statur er heller aldrig blevet observeret før.
Hvorfor tidligere teleskoper ikke har registreret neutronstjernepar, er dette enorme mysterium, sagde Chatziioannou. Men nu, hvor astronomer ved, at sådanne dyr findes, vil det være op til teoretikere at forklare, hvorfor disse objekter ser ud til kun at dukke op i gravitationsbølgedetektorer, sagde hun. EN papir med hendes teams fund er indstillet til at vises i The Astrophysical Journal Letters.
Hver gang LIGO registrerer en potentiel detektion, udsender observatoriet en advarsel til det bredere astronomiske samfund, og disse forskere træner straks tilgængelige teleskoper på stedet på himlen, som faciliteterne identificerer i håb om at fange en elektromagnetisk flash. Efter LIGOs første identifikation af en fusion af neutronstjerner fortalte et udbrud af gammastrålelys forskerne, at fusionen fandt sted i en gammel galakse omkring 130 millioner lysår fra Jorden. Dette åbnede en æra af multimessenger astronomi, hvor forskere har adgang til mange kilder til information om himmelhændelser.
Men denne nyligt detekterede begivenhed ser ud til at have fundet sted uden en ledsagende synlig eksplosion. Indtil videre har ingen andre hold fundet et lysglimt, der brast ud på samme tid som neutronstjernens fusion.
En af grundene hertil er, at kun en - LIGO-anlægget i Livingston, Louisiana - var ude af verdens tre operationelle gravitationsbølgedetektorer, kunne se begivenheden. LIGOs Hanford, Washington, observatorium var midlertidigt offline på det tidspunkt, mens den europæiske jomfruedetektor, der ligger i nærheden af Pisa, Italien, ikke var følsom nok til at fange de svage tyngdekraftsbølger, sagde forskere.
LIGO-Virgo-netværket bruger normalt de tre detektorer som en kontrol af hinanden for at sikre, at en begivenhed er reel og for at triangulere og præcisere begivenheden på himlen. Så med kun en facilitet var det bedste, som videnskabsmænd kunne bestemme, at fusionen skete mere end 500 millioner lysår væk fra Jorden i en region, der dækker omtrent en femtedel af himlen.
Ikke desto mindre har de tre faciliteter arbejdet længe nok nu, hvor forskere nøjagtigt kan skelne mellem et falskt signal og et rigtigt, selv med kun en detektor. Teamet forstår sine støjkilder godt nok til, at det er "overbevist om, at dette er et reelt signal med astrofysisk oprindelse," sagde Chatziioannou.
Da neutronstjernerne smeltede sammen, kollapsede de i et sort hul, og derfor antydede Chatziioannou, at det kæmpe sorte hul blev skabt så hurtigt, at det sugede til sig enhver udgående lysglimt, hvilket potentielt forklarede manglen på en synlig komponent. En anden mulighed er, at enhver jetstråle blot blev orienteret væk fra Jorden, da den skød ud af systemet, sagde hun.
Astronomer vil fortsætte med at studere begivenheden såvel som efterfølgende gravitationsbølgeforekomster. Om få uger forventes en ny detektor at komme online i Japan og hjælpe forskere opdage og fastlægge endnu flere gravitationsbølger.
- Episk gravitationsbølgedetektion: Hvordan videnskabsmænd gjorde det
- 'Ny æra' af astrofysik: Hvorfor tyngdepunktbølger er så vigtige
- Universets historie og struktur (Infographic)
