Konstnärens återgivande av en binär neutronstjärnfusion.
(Bild: © National Science Foundation / LIGO / Sonoma State University / A. Simonnet)
HONOLULU - För andra gången någonsin har Laserinterferometern Gravitational-Wave Observatory (LIGO) upptäckt två ultradensa stjärnrester som kallas neutronstjärnor som kraschar våldsamt. De gravitations våg händelse verkar ha genererats av särskilt massiva enheter som utmanar astronomers modeller av neutronstjärnor.
LIGO gjorde historia för två och ett halvt år sedan, när observatoriet upptäckte sitt första par neutronstjärnor - stadsstorlekar som lämnats kvar när en gigantisk stjärna dör - spiralande runt varandra och sedan slås samman. När extremt tunga föremål spiral och krossar på detta sätt skapar de krusningar i tyget i rymdtid, och LIGO byggdes specifikt för att plocka upp dessa.
Den nya händelsen observerades den 25 april 2019 under LIGO: s tredje observationsritt, som pågår. LIGO-teamet bestämde att den totala massan av neutronstjärna paret var 3,4 gånger så mycket som jordens sol.
Teleskop har aldrig sett ett neutronstjärnpar med en kombinerad massa som är större än 2,9 gånger solens.
"Detta är tydligt tyngre än något annat par neutronstjärnor som någonsin har observerats," sa Katerina Chatziioannou, en astronom vid Flatiron Institute i New York City, under en presskonferens måndag (6 januari) här vid det 235: e mötet i American Astronomical Samhället i Honolulu.
Forskare kan inte utesluta att de sammanslagna enheterna faktiskt var lätta svarta hål eller ett svart hål ihopkopplat med en neutronstjärna, tillade hon. Men svarta hål med så liten statur har aldrig heller observerats tidigare.
Varför tidigare teleskop har misslyckats med att upptäcka neutronstjärnpar är detta enorma mysterium, sa Chatziioannou. Men nu när astronomer vet att sådana djur finns, kommer det att vara upp till teoretikerna att förklara varför dessa objekt tycks dyka upp bara i gravitationsvågdetektorer, sa hon. EN papper med sitt lags resultat är inställd att visas i The Astrophysical Journal Letters.
Varje gång LIGO känner av en potentiell upptäckt, sänder observatoriet en varning till det bredare astronomiska samhället, och dessa forskare tränar omedelbart tillgängliga teleskop på platsen på himlen som anläggningarna identifierar i hopp om att fånga en elektromagnetisk blixt. Efter LIGOs första identifiering av en neutronstjärnfusion, berättade en skur av gammastrålning forskare att sammanslagningen inträffade i en gammal galax cirka 130 miljoner ljusår från jorden. Detta öppnade en era av multimessenger astronomi, där forskare har tillgång till många källor till information om himmelska händelser.
Men denna nyupptäckta händelse verkar ha inträffat utan en åtföljande synlig explosion. Hittills har inga andra lag hittat en ljusglimt som brast ut samtidigt som neutronstjärnens sammanslagning.
En anledning till detta är att av världens tre operativa gravitationsvågdetektorer var det bara en - LIGO-anläggningen i Livingston, Louisiana - som kunde upptäcka händelsen. LIGOs Hanford, Washington, observatorium var tillfälligt offline vid den tiden, medan den europeiska jungfrudetektorn, som ligger nära Pisa, Italien, inte var tillräckligt känslig för att fånga de svaga gravitationella vågorna, sade forskare.
LIGO-Virgo-nätverket använder normalt de tre detektorerna som en kontroll av varandra för att se till att en händelse är verklig och för att triangulera och fastställa händelsen på himlen. Så med bara en anläggning var det bästa som forskare kunde bestämma att sammanslagningen skedde mer än 500 miljoner ljusår bort från jorden i en region som täcker ungefär en femtedel av himlen.
Trots detta har de tre anläggningarna arbetat tillräckligt länge nu när forskare exakt kan skilja mellan en falsk signal och en riktig, även med bara en detektor. Teamet förstår sina ljudkällor tillräckligt bra för att det är "säkert att detta är en riktig signal av astrofysiskt ursprung," sa Chatziioannou.
När neutronstjärnorna slogs samman kollapsade de i ett svart hål, och så föreslog Chatziioannou att det gigantiska svarta hålet skapades så snabbt att det sugade upp alla utgående ljusglimtar, vilket potentiellt förklarade bristen på en synlig komponent. En annan möjlighet är att varje stråle av energi helt enkelt orienterades bort från jorden när den sköt ut från systemet, sade hon.
Astronomer kommer att fortsätta studera händelsen såväl som efterföljande gravitationsvågshändelser. Om några veckor förväntas en ny detektor komma online i Japan och hjälpa forskare upptäcka och fastställa ännu mer gravitationsvågor.
- Epic Gravitational Wave Detection: Hur forskare gjorde det
- Astrofysikens "nya era": Varför gravitationsvågor är så viktiga
- Universums historia och struktur (Infographic)
