Ein führendes Gravitationswellenobservatorium hat kürzlich Wellen in der Raumzeit entdeckt, die laut Wissenschaftlern von der Kollision eines toten, superdichten Sternrests mit einem unbekannten Objekt herrühren.
Der stellare Überrest ist ein sogenannter Neutronenstern; Es ist das, was übrig bleibt, wenn ein massereicher Stern kollabiert und nur ein dichter Kern zurückbleibt. Neutronensterne gehören zu den dichtesten Objekten im Universum und verfügen über intensive Gravitationsfelder – aber nicht so intensiv wie Schwarze Löcher, deren Schwerkraft so stark ist, dass nicht einmal Licht ihren Ereignishorizonten entkommen kann.
Diese beiden kosmischen Moloche tanzen und prallen durch das Universum; die erste Bestätigung einer beobachteten Verschmelzung zwischen einem Neutronenstern und einem Schwarzen Loch hergestellt im Jahr 2021. Ihre Wechselwirkungen erzeugen Gravitationswellen – im wahrsten Sinne des Wortes Ausdehnungen und Engpässe der Raumzeit –, die von Observatorien wie der LIGO-Virgo-KAGRA-Kollaboration entdeckt werden, die im Mittelpunkt der neuesten Forschung steht.
LIGO-Virgo-KAGRA entdeckte im Mai 2023, nur wenige Tage nach dem Die Sternwarte nahm ihren Betrieb wieder auf Nach einigen Verbesserungen wurde das Rauschen im Detektor reduziert und seine Empfindlichkeit gegenüber subtilen Störungen der Raumzeit verbessert.
Das einzigartige Gravitationswellensignal legte 650 Millionen Lichtjahre zurück, um zum LIGO Livingston Observatory in Louisiana zu gelangen. Forscher stellten fest, dass das Signal von der Verschmelzung zweier Objekte herrührte. Eines der Objekte hatte zwischen dem 1,2- und 2-fachen der Masse unserer Sonne, das andere etwa 2,5 bis 4,5 Sonnenmassen. Das Signal trägt den Namen GW230529_181500, kurz GW230529.
Bei dem kleineren Objekt handelt es sich vermutlich um einen Neutronenstern, schlussfolgerten die Astrophysiker. Aber das größere Objekt ist massereicher als jeder bekannte Neutronenstern, was darauf hindeutet, dass es sich möglicherweise um ein klitzekleines Schwarzes Loch handelt. Ihr Artikel beschreibt das Signal und seinen wahrscheinlichen Ursprung derzeit gehostet auf der LIGO-Website.
Das unbekannte Objekt besetzt die scheinbare Massenlücke, die zwischen dem schwersten bekannten Neutronenstern und dem leichtesten Schwarzen Loch besteht. Eine weitere Untersuchung der Kollision wird Aufschluss darüber geben, ob es sich bei dem unbekannten Objekt um ein Schwarzes Loch mit geringer Masse handelt, wie das Team vermutet, oder um etwas anderes.
Die Entdeckung „zeigt, dass es möglicherweise eine höhere Rate ähnlicher Kollisionen zwischen Neutronensternen und Schwarzen Löchern geringer Masse gibt, als wir bisher angenommen haben“, sagte Jess McIver, Astronomin an der University of British Columbia und stellvertretende Sprecherin der LIGO Scientific Collaboration. in einer Zusammenarbeit freigeben.
In der Pressemitteilung heißt es, dass von fast 200 Messungen kompakter Objektmassen nur eine weitere Verschmelzung ein Objekt in der scheinbaren Massenlücke betraf, nämlich die Verschmelzung mit einem Schwarzen Loch. (Für Gravitationswellenkenner war dieses Signal GW190814.) Aber die jüngste Beobachtung war die erste zwischen einem Massenlückenobjekt und einem Neutronenstern.
Der vierte Beobachtungslauf von LIGO-Virgo-KAGRA wird am 10. April wieder aufgenommen und ohne geplante Unterbrechungen bis Februar 2025 fortgesetzt. Bis dahin wird die Zusammenarbeit voraussichtlich mehr als 200 Gravitationswellensignale beobachtet haben.
Es waren ein paar produktive Jahre für die Gravitationswellenwissenschaft, und es ist noch mehr Spannung in Sicht. Letztes Jahr eine Handvoll Pulsar-Timing-Konsortien bestätigten unabhängig die ersten Anzeichen eines Gravitationswellenhintergrunds– das ständige Murmeln von Gravitationswellen im gesamten Universum, von dem sie glauben, dass es von den Tänzen supermassiver Doppelsterne von Schwarzen Löchern herrührt.
Früher in diesem Jahr, Die ESA hat die Pläne für LISA offiziell angenommen, ein weltraumgestütztes Gravitationswellenobservatorium. LISA würde aus drei Raumschiffen bestehen, die in einer Dreiecksformation durch den Weltraum kreisen. LISA wird nach Gravitationswellen Ausschau halten, ohne dass dabei Rauschen auftritt, das auf der Erde auftritt und die von LIGO-Virgo-KAGRA gesammelten Daten überladen kann.
Es gibt immer noch 80 wichtige Signalkandidaten, die das Team sichten muss. Es stehen also aufregende Tage für die Beobachtung des Gravitationsuniversums bevor.
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