înregistrate

Observatorul cu interferometru laser LIGO și detectorul european Fecioară au înregistrat fuziunea unei găuri negre și a unui obiect obscur - o stea de neutroni foarte grea, o gaură neagră foarte ușoară sau ceva complet diferit.

Când cele mai masive stele mor, acestea se prăbușesc sub propria gravitație, lăsând în urmă găuri negre. Când stelele mai puțin masive mor, ele explodează într-o supernovă și lasă în urmă rămășițe dense, moarte, numite stele de neutroni.

De zeci de ani, astronomii au fost nedumeriți de decalajul dintre stelele de neutroni și găurile negre: cea mai masivă stea de neutroni cunoscută nu depășește de 2,5 ori masa Soarelui nostru sau 2,5 mase solare, iar cea mai ușoară gaură neagră cunoscută este de aproximativ 5 mase solare.

Întrebarea rămâne: Există ceva în acest așa-numit „decalaj de masă”?

Acum, într-un nou studiu realizat de LIGO și Fecioară, oamenii de știință anunță descoperirea unui obiect cu 2,6 mase solare, plasându-l ferm în „abisul de masă”.

Un raport al descoperirii a fost acceptat spre publicare în The Astrophysical Journal Letters.

Unda gravitațională observată GW190814. Credit: Colaborare LIGO.

Pe 14 august 2019, detectoarele LIGO-Virgo au detectat unde gravitaționale care au traversat Pământul în mai puțin de o secundă, forțând cei trei detectori (doi în Statele Unite și unul în Italia) să „vibreze” pentru o clipă. Ceea ce a provocat unda gravitațională GW190814 a fost o coliziune la 800 de milioane de ani lumină distanță între o gaură neagră cu o masă de 23 de mase solare și un alt obiect care este de 2,6 ori mai masiv decât Soarele. Rezultatul coliziunii a fost fuzionarea celor două obiecte într-o gaură neagră de 25 de mase solare - diferența (0,6 mase solare) este emisă într-o fracțiune de secundă sub formă de unde gravitaționale.

Masa tuturor obiectelor care s-au ciocnit și s-au contopit într-o gaură neagră, provocând unde gravitaționale. În mijloc este GE190814. Credit: LIGO-Fecioară/Frank Elavsky și Aaron Geller

Diferența dintre gaura neagră și celălalt obiect este uriașă - de nouă ori, cea mai mare diferență de masă observată vreodată de LIGO și Fecioară. Și marea întrebare este: ce anume a fost obiectul care a fuzionat cu această gaură neagră grea? Cu o masă de 2,6 mase solare, cade exact în „abisul masei”, decalajul dintre limitele teoretice ale masei stelelor de neutroni și găurile negre. Calculele arată că stelele cu neutroni au maximum 2,5 mase solare, iar găurile negre minimum 5 mase solare. Cea mai mare stea de neutroni cunoscută este MSP J0740 + 6620, care este de 2,14 ori mai masivă decât Soarele.

Astfel, GW190814 include un obiect puțin mai greu decât limita teoretică pentru stelele cu neutroni. Marea întrebare, desigur, este: care a fost obiectul misterios, o stea de neutroni foarte grea, o gaură neagră foarte ușoară sau altceva?

Apropo, pe baza observațiilor de pe GW190814, a fost măsurată constanta Hubble H0, care a ajuns la 75 km/s/Mpc (kilometri pe secundă pe megaparsec (unitate de lungime în astronomie). Aceasta înseamnă că, pentru fiecare 3,3 milioane de ani lumină, îndepărtându-se în univers, o galaxie se îndepărtează de noi cu 75 km/sec.

Cercetătorii au făcut deja o astfel de măsurare pentru a determina H0 folosind unde gravitaționale, și anume pentru GW170817, dar a fost o coliziune a două stele de neutroni, care au eliberat și radiații electromagnetice și nu ca în ultimul eveniment gravitațional GW190814.