Ein neues Signal, das von LIGO / Virgo entdeckt wurde, könnte der sogenannte „Heilige Gral“ der Astrophysik sein: die Verschmelzung eines Neutronensterns und eines Schwarzen Lochs. Sie haben entdeckt, dass Paare von Schwarzen Löchern verschmelzen und Paare von Neutronensternen verschmelzen, aber bis jetzt kein Paar von Neutronensternen und Schwarzen Löchern.
"Ich denke, wir öffnen ein Fenster zum Universum."
Dave Reitze, Geschäftsführer von Ligo
Gravitationswellen sind extrem schwache Wellen in der Raumzeit, die durch katastrophale Ereignisse im Universum verursacht werden. Es braucht Objekte von großer Masse, um diese Wellen zu erzeugen: Schwarze Löcher und Neutronensterne. Entweder zwei schwarze Löcher verschmelzen oder zwei Neutronensterne verschmelzen. Beide wurden entdeckt, aber eine dritte Möglichkeit, eine Fusion von Neutronen und Schwarzen Löchern, könnte auch Gravitationswellen erzeugen. Aber bis jetzt, wenn sich herausstellt, dass dies eines ist, wurden keine Neutronen-Schwarzen-Loch-Ereignisse gefunden.
Die Entdeckung der ersten Gravitationswellen wurde bereits im Februar 2016 von LIGO und Virgo angekündigt. Zu dieser Zeit sagte Dave Reitze, Executive Director von LIGO: "Ich denke, wir öffnen ein Fenster zum Universum." Nun, ein paar Jahre später sieht es so aus, als hätte er recht gehabt.
LIGO ist das Laserinterferometer und das Gravitationswellenobservatorium. Seit der ersten Entdeckung im Jahr 2016 (es wurde tatsächlich im Jahr 2015 entdeckt und im Jahr 2016 angekündigt) haben LIGO und Virgo, der Detektor am Europäischen Gravitationsobservatorium in Italien, einige weitere Gravitationswellen entdeckt .
Die erste Welle wurde durch die Fusion zweier Schwarzer Löcher verursacht. Seit diesem ersten haben sie zehn solcher Fusionen entdeckt. Tatsächlich rechnen Wissenschaftler damit, dass es in unserem Universum etwa alle 15 Minuten zu einer binären Fusion von Schwarzen Löchern kommt. Eigentlich nicht so selten, wenn Sie die Mittel haben, sie zu erkennen.
Die LIGO / Virgo-Zusammenarbeit hat auch Neutronenstern-Neutronenstern-Fusionen entdeckt, eine weitere Quelle für Gravitationswellen. Sie haben jetzt zwei solche Fusionen entdeckt. Da jedoch bisher nur zwei von ihnen entdeckt wurden, ist ihre Auftrittsrate schwer zu bestätigen.
Diese neueste Entdeckung könnte jedoch unser Verständnis der Gravitationswellen und ihrer Entstehung verbessern und Wissenschaftlern einen Einblick in den mysteriösen Neutronenstern geben, falls sich herausstellt, dass es sich um eine Fusion von Neutronen und Schwarzen Löchern handelt.
Dieses neu erkannte Ereignis hat einen Namen: # S190426c. Sie können alle wissenschaftlichen Daten in dieser Datenbank anzeigen.
Es gibt noch keine offizielle Bestätigung für die Quelle dieser neuesten Gravitationswelle. Aber in einem LIGO-Twitter-Thread (Sie folgen LIGO auf Twitter, oder?) Spricht der Astrophysiker Christopher Berry über die Bedeutung der Erkennung und beantwortet einige Fragen.
Observatorien auf der ganzen Welt werden hoffentlich ihre Zielfernrohre auf die Quelle dieser Wellen trainieren und versuchen, mehr darüber zu erfahren. Die Idee ist, elektromagnetische Wellen mit den Gravitationswellen abzugleichen, um die Quelle zu klären. Eine der Organisationen, die sich der Nachbeobachtung transienter Ereignisse wie Gravitationswellen widmet, ist GROWTH (Global Relay of Observatories Watching Transient Events Happen.).
GROWTH ist ein Caltech-Programm, an dem 13 Universitäten und Institutionen in acht Ländern beteiligt sind. Nach der Entdeckung von # S190426c richtete GROWTH ein Teleskop in Indien auf die Quelle der Wellen. Das WACHSTUM wird vom Astrophysiker Mansi Kasliwal angeführt. In einem Interview mit Scientific American sagte Kasliwal: „Wenn das Wetter mitspielt, sollten wir in weniger als 24 Stunden fast die gesamte Himmelskarte abdecken.“
Wenn sich herausstellt, dass es sich um eine Neutronenstern-Schwarzloch-Fusion handelt, wird es wirklich spannend. Der faszinierende Teil dieser möglichen Fusion ist, was Astrophysiker über Neutronensterne lernen können.
Natürlich sind Schwarze Löcher und Neutronensterne beide Endzustände für bestimmte Arten von Sternen. Die Theorie zeigt, dass Neutronensterne fast ausschließlich aus Neutronen bestehen. Die Proportionen und Details sind jedoch nicht bekannt, auch weil sie so schwer zu beobachten sind.
Sollte sich diese neueste Entdeckung jedoch als schwer fassbare Fusion von Neutronenstern und Schwarzem Loch herausstellen, könnte dies eine einmalige Gelegenheit sein. Zunächst würde dies bestätigen, dass solche Fusionen tatsächlich stattfinden. Aber es wäre auch eine Gelegenheit, in den Neutronenstern „hinein zu sehen“. Hier ist wie.
Bei einer Fusion von Schwarzem Loch, Schwarzem Loch oder Neutronenstern-Neutronenstern sind die Objekte in ihrer Masse nahe beieinander. Bei einer Fusion von Neutronenstern und Schwarzem Loch ist das Schwarze Loch jedoch viel massiver. Die beiden Objekte würden sich also unterschiedlich umkreisen.
Das viel massereichere Schwarze Loch würde die Raumzeit verzerren und den weniger massiven Neutronenstern eher in einer kreisförmigen Umlaufbahn als in einer für binäre Systeme typischen länglichen Umlaufbahn senden. Wenn sich der Neutronenstern dem Schwarzen Loch immer näher kam, wurde er auseinandergerissen, und elektromagnetische Beobachtungen gaben einen Einblick in den Zustand der Materie im Neutronenstern. Und wer will das nicht wissen?
Die Partneranlage von LIGO ist Virgo, der Detektor am Europäischen Schwerkraftobservatorium in Italien. Nach einigen Ausfallzeiten haben die beiden einen neuen Beobachtungslauf gestartet, der vom ersten April dieses Jahres bis April 2020 dauern wird. Bisher war die Partnerschaft erfolgreich und hat mehrere Fusionen von Schwarzen Löchern und Neutronensternen festgestellt.
Wenn sich herausstellt, dass es sich tatsächlich um eine Fusion von Neutronensternen und Schwarzen Löchern handelt, sollten Sie in naher Zukunft viel mehr darüber erfahren.
