Sieć LIGO-Virgo łapie kolejną kolizję gwiazd neutronowych
25 kwietnia 2019 roku obserwatorium LIGO Livingston wychwyciło coś, co wyglądało na fale grawitacyjne pochodzące ze zderzenia dwóch gwiazd neutronowych. Obecnie nowe badanie potwierdza, że to wydarzenie prawdopodobnie było wynikiem połączenia się dwóch gwiazd neutronowych. Byłby to dopiero drugi przypadek zaobserwowania tego typu zdarzenia na falach grawitacyjnych.
Pierwsza taka obserwacja miała miejsce w sierpniu 2017 r. i przeszła do historii, ponieważ po raz pierwszy zaobserwowano z jednego zdarzenia zarówno fale grawitacyjne jak i światło widzialne. Natomiast zdarzenie zaobserwowane 25 kwietnia nie doprowadziło do wykrycia żadnego światła. Jednak dzięki analizie danych samych fal grawitacyjnych naukowcy dowiedzieli się, że w wyniku zderzenia powstał obiekt o niezwykle wysokiej masie, znacznie wyższej niż tego oczekiwano.
Gwiazdy neutronowe to pozostałości umierających gwiazd, które wybuchają, gdy zapadają się pod koniec swojego życia. Kiedy dwie gwiazdy neutronowe krążą wokół siebie po spirali, przechodzą gwałtowne połączenie, które powoduje wstrząsy grawitacyjne w czasie i przestrzeni. LIGO stało się pierwszym obserwatorium, które bezpośrednio wykryło fale grawitacyjne w 2015 roku; w tym przypadku fale powstały w wyniku gwałtownego zderzenia dwóch czarnych dziur. Od tego czasu LIGO i Virgo zarejestrowały dziesiątki potencjalnych kandydatów na łączące się czarne dziury.
Zdarzenie z kwietnia 2019 r. po raz pierwszy zostało zidentyfikowane w danych z samego detektora LIGO Livingston. Detektor LIGO Hanford był wówczas tymczasowo wyłączony a oddalone o 500 mln lat świetlnych zdarzenie było zbyt słabe, aby mogło być widoczne w danych z obserwatorium Virgo. Korzystając z danych z Livingston połączonych z informacjami uzyskanymi z danych Virgo, zespół naukowców zawęził lokalizację zdarzenia do skrawka nieba o rozmiarach ponad 8200 stopni kwadratowych (albo 20% nieba). Dla porównania lokalizacja zdarzenia z sierpnia 2017 r. została zawężona do regionu zaledwie 16 stopni kwadratowych, czyli 0,04% nieba.
Dane LIGO pokazują, że łączna masa połączonych ciał jest około 3,4 większa od masy Słońca. W naszej galaktyce masy znanych układów podwójnych gwiazd neutronowych sięgają tylko 2,9 masy Słońca. Jedyną możliwością dla niezwykle wysokiej masy jest to, że nie było to zderzenie między dwiema gwiazdami neutronowymi ale między gwiazdą neutronową i czarną dziurą, ponieważ czarne dziury są cięższe, niż gwiazdy neutronowe. Ale gdyby tak było, czarna dziura musiałaby być wyjątkowo mała jak na tę klasę. Zamiast tego naukowcy uważają, że bardziej prawdopodobne jest, że LIGO było świadkiem rozbicia dwóch gwiazd neutronowych.
Uważa się, że pary gwiazd neutronowych powstają na dwa możliwe sposoby. Mogą się tworzyć z układów podwójnych masywnych gwiazd, z których każda kończy swoje życie jako gwiazda neutronowa, lub mogą powstać, gdy dwie oddzielne gwiazdy neutronowe łączą się w gęstym środowisku gwiazdowym. Dane LIGO dotyczące zdarzenia z 25 kwietnia nie wskazują, który z tych scenariuszy jest prawdopodobny, ale sugerują, że potrzeba więcej danych i nowych modeli, aby wyjaśnić nieoczekiwanie dużą masę połączenia.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
