Sort hul sluger neutronstjerne

Billede fra en numerisk simulation af sort hul, der er ved at sluge en neutronstjerne. Gravitationsbølgerne er vist med blå farve. Tætheden af neutronstjernen er angivet med en farveskala fra gul til rød (lav til høj tæthed). Illustration: S.V.Chaurasia (Stockholm University), T. Dietrich (Potsdam University and Max Planck Institute for Gravitational Physics), N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer (Max Planck Institute for Gravitational Physics).

I januar 2020 opfangede gravitationsbølgeobservatorier i USA og Europa med 10 dages mellemrum signaler, der begge tolkes som stammende fra sammenstød mellem et sort hul og en neutronstjerne.

Analyser af data er nu fremlagt i en videnskabelig artikel i The Astrophysical Journal Letters.

Den første observation skete 5. januar 2020 og omfattede et sort hul ni gange så tung som Solen og en neutronstjerne 1,9 gange Solens masse.

Den anden observation ti dage senere involverede et sort hul seks gange så tung som Solen og en neutronstjerne 1,5 gange så tung.

Sammenstødene er registreret med de to LIGO-detektorer i USA placeret 3.000 km fra hinanden og med Virgo i Italien - det første signal blev dog kun opfanget af den ene LIGO-detektor, da den anden var ude af drift.

Da der ikke under sammenstødene blev udsendt lys eller anden elektromagnetisk energi, betyder det, at begge sorte huller slugte deres neutronstjerner i en samlet bid.

Der har tidligere været observationer af gravitationsbølger fra sammenstød mellem kompakte legemer i Universet, der kunne tolkes som værende mellem et sort hul og en neutronstjerne. Der har dog været en vis usikkerhed om disse observationer.

Det er først nu, at man med sikkerhed har registreret denne hændelse ud fra den energi, som frigives i form af gravitationsbølger, der skaber rystelser i rumtiden.

Disse rystelser forplanter sig med lysets hastighed ud i Universet. Her på Jorden kan de måles ved den ændring, der sker for laserlys, der reflekteres frem og tilbage i flere kilometer lange arme, der står vinkelret på hinanden.

De to nye observationer er de første, hvor astrofysikerne er helt sikre på, at der har været tale om et sammenstød mellem et sort hul og en neutronstjerne.

Japansk observatorium melder sig ind i kampen

Udover LIGO og Virgo er et japansk gravitationsbølgeobservatorium KAGRA nu også blev operationelt.

Med flere observatorier kan man bedre finde retningen til stedet, hvorfra gravitationsbølgerne blev udsendt.

Da kun to observationer opfangede hændelse 5. januar 2020 er der stor usikkerhed om, hvor den skete. Afstanden til de to hændelser er estimeret til henholdsvis 900 mio. lysår og 1.000 mio. lysår.

Denne video viser en simulation af et sammenstød mellem et sort hul og en neutronstjerne, der stemmer overens med signalerne opfanget 5. januar 2020. I begyndelsen af videoen vises gravitationsbølgerne, der fremkommer, når det sorte hul og neutronstjernen er i en indadgående spiralbevægelse, herefter zoomes ind på sammenstødet.

Illustration: LIGO, Caltech
Emner : Universet