Künstlerische Wiedergabe einer binären Neutronensternfusion.
(Bild: © National Science Foundation / LIGO / Sonoma State University / A. Simonnet)
HONOLULU - Zum zweiten Mal hat das Laserinterferometer-Gravitationswellenobservatorium (LIGO) zwei ultradichte Sternreste entdeckt, die als Neutronensterne bekannt sind und heftig zusammenstoßen. Das Gravitationswelle Das Ereignis scheint von besonders massiven Wesenheiten erzeugt worden zu sein, die die Modelle der Astronomen von Neutronensternen in Frage stellen.
LIGO hat Geschichte geschrieben vor zweieinhalb Jahren, als das Observatorium sein erstes Paar Neutronensterne entdeckte - Objekte in Stadtgröße, die zurückbleiben, wenn ein Riesenstern stirbt -, die sich spiralförmig umeinander drehen und dann verschmelzen. Wenn extrem schwere Objekte auf diese Weise spiralförmig werden und zerschlagen, erzeugen sie Wellen im Gewebe der Raumzeit, und LIGO wurde speziell dafür entwickelt, diese aufzunehmen.
Das neue Ereignis wurde am 25. April 2019 während des dritten Beobachtungslaufs von LIGO beobachtet, der noch andauert. Das LIGO-Team stellte fest, dass die Gesamtmasse der Neutronenstern Paar war 3,4-mal so groß wie die Sonne der Erde.
Teleskope haben noch nie ein Neutronensternpaar mit einer Gesamtmasse gesehen, die größer als das 2,9-fache der Sonnenmasse ist.
"Dies ist deutlich schwerer als jedes andere Paar von Neutronensternen, das jemals beobachtet wurde", sagte Katerina Chatziioannou, Astronomin am Flatiron Institute in New York City, während einer Pressekonferenz am Montag (6. Januar) hier beim 235. Treffen der American Astronomical Gesellschaft in Honolulu.
Forscher können nicht ausschließen, dass die fusionierenden Einheiten tatsächlich leichtgewichtig waren Schwarze Löcher oder ein schwarzes Loch gepaart mit einem Neutronenstern, fügte sie hinzu. Aber auch so kleine Schwarze Löcher wurden noch nie beobachtet.
Warum frühere Teleskope Neutronensternpaare so massiv nicht erkennen konnten, bleibt ein Rätsel, sagte Chatziioannou. Aber jetzt, da Astronomen wissen, dass solche Bestien existieren, wird es an den Theoretikern liegen, zu erklären, warum diese Objekte nur in Gravitationswellendetektoren auftauchen, sagte sie. EIN Papier mit den Ergebnissen ihres Teams soll in den Astrophysical Journal Letters erscheinen.
Immer wenn LIGO eine mögliche Erkennung erkennt, sendet das Observatorium einen Alarm an die breitere astronomische Gemeinschaft, und diese Forscher trainieren sofort verfügbare Teleskope an der Stelle am Himmel, die die Einrichtungen identifizieren, in der Hoffnung, einen elektromagnetischen Blitz einzufangen. Nach der ersten Identifizierung einer Neutronensternfusion durch LIGO teilte ein Ausbruch von Gammastrahlenlicht den Wissenschaftlern mit, dass die Fusion in einer alten Galaxie etwa 130 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt stattfand. Dies eröffnete eine Ära von Multimessenger Astronomie, in denen Forscher Zugang zu vielen Informationsquellen über himmlische Ereignisse haben.
Dieses neu erkannte Ereignis scheint jedoch ohne eine damit verbundene sichtbare Explosion aufgetreten zu sein. Bisher haben keine anderen Teams einen Lichtblitz gefunden, der gleichzeitig mit der Fusion der Neutronensterne ausbrach.
Ein Grund dafür ist, dass von den drei operativen Gravitationswellendetektoren der Welt nur einer - die LIGO-Anlage in Livingston, Louisiana - das Ereignis erkennen konnte. Das Observatorium von LIGO in Hanford, Washington, war zu diesem Zeitpunkt vorübergehend offline, während der europäische Jungfrauendetektor in der Nähe von Pisa, Italien, nicht empfindlich genug war, um die schwachen Gravitationswellen einzufangen, sagten Forscher.
Das LIGO-Virgo-Netzwerk verwendet normalerweise die drei Detektoren, um sich gegenseitig zu überprüfen, um sicherzustellen, dass ein Ereignis real ist, und um das Ereignis am Himmel zu triangulieren und zu lokalisieren. Mit nur einer Einrichtung war das Beste, was Wissenschaftler feststellen konnten, dass die Fusion mehr als 500 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt in einer Region stattfand, die ungefähr ein Fünftel des Himmels bedeckt.
Trotzdem arbeiten die drei Einrichtungen schon lange genug, damit Forscher selbst mit nur einem Detektor genau zwischen einem gefälschten und einem echten Signal unterscheiden können. Das Team versteht seine Geräuschquellen so gut, dass es "zuversichtlich ist, dass dies ein echtes Signal astrophysikalischen Ursprungs ist", sagte Chatziioannou.
Als die Neutronensterne verschmolzen, fielen sie in ein Schwarzes Loch, und so schlug Chatziioannou vor, dass das riesige Schwarze Loch so schnell erzeugt wurde, dass es ausgehende Lichtblitze aufsaugte, was möglicherweise das Fehlen einer sichtbaren Komponente erklärte. Eine andere Möglichkeit ist, dass jeder Energiestrahl einfach von der Erde weg gerichtet war, als er aus dem System schoss, sagte sie.
Astronomen werden das Ereignis sowie nachfolgende Gravitationswellenvorkommen weiter untersuchen. In wenigen Wochen soll in Japan ein neuer Detektor online gehen, der Wissenschaftlern hilft Erkennen und lokalisieren Sie noch mehr Gravitationswellen.
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