Kunstnerens gjengivelse av en binær nøytronstjernesammenslåing.
(Bilde: © National Science Foundation / LIGO / Sonoma State University / A. Simonnet)
HONOLULU - For andre gang noensinne har Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) oppdaget to ultradense stjernester som er kjent som nøytronstjerner voldsomt krasjer sammen. De gravitasjonsbølge hendelsen ser ut til å ha blitt generert av spesielt massive enheter som utfordrer astronomenes modeller av nøytronstjerner.
LIGO laget historie for to og et halvt år siden, da observatoriet oppdaget sitt første par nøytronstjerner - gjenstander i stor størrelse som ble etterlatt når en gigantisk stjerne dør - spiral rundt hverandre og deretter fusjonerer. Når ekstremt tunge gjenstander spiral og knuser på denne måten, skaper de krusninger i stoffets rom-tid, og LIGO ble spesielt bygget for å hente disse.
Det nye arrangementet ble observert 25. april 2019 under LIGOs tredje observasjonsløp, som pågår. LIGO-teamet bestemte at totalmassen til nøytronstjerne par var 3,4 ganger større enn jordas sol.
Teleskoper har aldri sett et nøytronstjernepar med en kombinert masse større enn 2,9 ganger solen.
"Dette er tydelig tyngre enn noen andre par nøytronstjerner noensinne har observert," sa Katerina Chatziioannou, en astronom ved Flatiron Institute i New York City, under en pressekonferanse mandag (6. januar) her på det 235. møtet i det amerikanske astronomiske Samfunnet i Honolulu.
Forskere kan ikke utelukke at de fusjonerende enhetene faktisk var lette svarte hull eller et svart hull sammenkoblet med en nøytronstjerne, la hun til. Men sorte hull med så liten statur har heller aldri blitt observert før.
Hvorfor tidligere teleskoper ikke har klart å oppdage nøytronstjernepar, er dette enorme mysteriet, sa Chatziioannou. Men nå som astronomer vet at slike dyr eksisterer, vil det være opp til teoretikerne å forklare hvorfor disse objektene ser ut til å vises bare i gravitasjonsbølgedetektorer, sa hun. EN papir med teamets funn er satt til å vises i The Astrophysical Journal Letters.
Hver gang LIGO registrerer en potensiell deteksjon, sender observatoriet et varsel til det større astronomiske samfunnet, og disse forskerne trener umiddelbart tilgjengelige teleskoper på stedet på himmelen som fasilitetene identifiserer i håp om å fange en elektromagnetisk blitz. Etter LIGOs første identifisering av en nøytronstjernesammenslåing, fortalte et utbrudd av gammastrålelys forskerne at sammenslåingen skjedde i en gammel galakse rundt 130 millioner lysår fra Jorden. Dette åpnet en epoke av multimessenger astronomi, der forskere har tilgang til mange informasjonskilder om himmelsk hendelser.
Men denne nyoppdagede hendelsen ser ut til å ha skjedd uten en tilhørende synlig eksplosjon. Så langt har ingen andre lag funnet et lysglimt som braste ut samtidig med nøytronstjernens fusjon.
En årsak til dette er fordi, av verdens tre operasjonelle gravitasjonsbølgedetektorer, bare en - LIGO-anlegget i Livingston, Louisiana - var i stand til å oppdage hendelsen. LIGOs Hanford, Washington, observatorium var midlertidig frakoblet den gangen, mens den europeiske jomfruedetektoren, som ligger nær Pisa, Italia, ikke var følsom nok til å fange de svake gravitasjonsbølgene, sier forskere.
LIGO-Virgo-nettverket bruker normalt de tre detektorene som en sjekk på hverandre for å sikre at en hendelse er ekte og for å trekke og kartlegge hendelsen på himmelen. Så med bare ett anlegg, var det beste forskerne kunne fastslå at sammenslåingen skjedde mer enn 500 millioner lysår unna Jorden i et område som dekker omtrent en femtedel av himmelen.
Likevel har de tre anleggene jobbet lenge nok nå som forskere nøyaktig kan skille mellom et falskt signal og et ekte, selv med bare en detektor. Teamet forstår sine støykilder godt nok til at det er "trygg på at dette er et reelt signal med astrofysisk opprinnelse," sa Chatziioannou.
Da nøytronstjernene slo seg sammen, kollapset de i et svart hull, og derfor antydet Chatziioannou at det gigantiske, svarte hullet ble opprettet så raskt at det sugde opp eventuelle utgående lysglimt, noe som potensielt forklarte mangelen på en synlig komponent. En annen mulighet er at enhver strømstråle ganske enkelt ble orientert bort fra Jorden da den skjøt ut fra systemet, sa hun.
Astronomer vil fortsette å studere hendelsen, samt påfølgende gravitasjonsbølgeforekomster. Om noen uker forventes en ny detektor å komme på nett i Japan, hjelpe forskere oppdage og kartlegge enda mer gravitasjonsbølger.
- Episk gravitasjonsbølgedeteksjon: Hvordan forskere gjorde det
- 'New Era' for astrofysikk: Hvorfor gravitasjonsbølger er så viktige
- Universets historie og struktur (Infographic)
