Przejdź do głównej zawartości

Wybuchowe połączenie… Być może

16 sierpnia 2019 roku zarówno Fermi Gamma-ray Burst Monitor (GBM), jak i LIGO wykryły słabe punkty, które nie zostały zarejestrowane jako zdarzenia. Ale czy te sygnały-duchy rzeczywiście odpowiadają pierwszemu zderzeniu czarnej dziury z gwiazdą neutronową, jakie naukowcy wykryli?


Gwiazdy neutronowe i czarne dziury: zmieszaj i połącz
Pierwsze wykrycie fal grawitacyjnych przez LIGO dotyczyło zdarzenia GW150914, połączenie się pary czarnych dziur. Od tego czasu LIGO współpracuje ze swoim europejskim odpowiednikiem, Virgo, w celu potwierdzenia kolejnych kilkunastu detekcji łączenia się podwójnych czarnych dziur. W ramach współpracy wykryto dwa przypadki zderzeń podwójnych gwiazd neutronowych – jednemu z nich, GW170817, towarzyszył krótki błysk gamma i emisja obejmująca widmo elektromagnetyczne.

Jednak zbiór LIGO/Virgo typu „zmieszaj i połącz” jest niekompletny, wciąż czekamy na zdecydowane wykrycie zderzenia gwiazdy neutronowej z czarną dziurą. W szczególności naukowcy chcieliby zauważyć połączenie, w którym gwiazda neutronowa jest niszczona pływowo przez czarną dziurę, rozświetlając niebo wraz z towarzyszącą mu emisją elektromagnetyczną.

Czy to możliwe, że takie zdarzenie znajduje się wśród odrzuconych danych detektorów z LIGO/Virgo i Fermi?

Para intrygujących (nie-)zdarzeń?
Wyniki trzeciej rundy obserwacyjnej LIGO/Virgo są nadal dokładnie analizowane w ramach współpracy między zespołami. Dane o alarmie O3 są jednak publicznie dostępne – i zespół naukowców wykorzystał to, aby przeprowadzić niezależną analizę, szczegółowo opisaną niedawno w publikacji prowadzonej przez Yi-Si Yang (Uniwersytet w Nanjing, Chiny).

Yang i jego współpracownicy zwracają uwagę na dwa słabe sygnały, które zarejestrowano 16 sierpnia 2020 roku:

  1. Podprogowe zdarzenie fali grawitacyjnej w danych LIGO/Virgo – tj. zdarzenie o stosunku sygnału do szumu poniżej 12, progu kwalifikującym jako znaczący kandydat.
  2. Podprogowy rozbłysk gamma, GBM-190816, który został wychwycony przez Fermi/GBM zaledwie 1,57 sekundy po zdarzeniu fali grawitacyjnej.

Jeżeli te dwa sygnały są zarówno rzeczywiste, jak i powiązane, to GBM-190816 reprezentuje krótki rozbłysk gamma wyemitowany z połączenia dwóch zwartych obiektów – a analiza Yanga i jego współpracowników pokazuje, że przy stosunku masy q ~2,26 jest to najprawdopodobniej układ podwójny gwiazda neutronowa – czarna dziura. Najprostsze wyjaśnienie jest takie, że gwiazda neutronowa została rozerwana, zanim obiekty ostatecznie się połączyły, tworząc parę sygnałów.

Identyfikowanie tego, co prawdziwe
Czy więc te zdarzenia podprogowe są prawdziwe? Naukowcy jeszcze nie mogą tego powiedzieć. Publiczne alerty LIGO/Virgo zawierają tylko część informacji o sygnale, więc zespół Yanga musiał przyjąć szereg założeń, aby przeanalizować to zdarzenie.

Słabość obu sygnałów jest rozsądna, biorąc pod uwagę parametry tego potencjalnego połączenia: jeżeli było prawdziwe, miało miejsce w odległości 1,4 mld lat świetlnych, około dziesięć razy dalej niż GW170817. Promieniowanie gamma było również niezwykle krótkie – zaledwie ~0,1 sekundy, w porównaniu z ~2 sekundami czasu trwania GW170817 – co spowodowało, że zarejestrował się poniżej progu Fermi/GBM.

Jeżeli zostanie potwierdzone, zdarzenie to może dostarczyć ciekawych informacji o tym, jak światło emitowane przez takie połączenie ucieka i dociera do nas. Teraz trzeba jedynie poczekać na oficjalną wspólną analizę zespołu LIGO/Virgo/Fermi!

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…