Erste Veröffentlichungen zur Verschmelzung von Schwarzen Löchern und Neutronensternen sind da. Folgendes haben wir nicht gesehen

Letztes Jahr LIGO und Jungfrau Gravitationswelle Detektoren meldeten eine völlig neue Art von Kollision: nicht zwei Neutronensterne, nicht zwei Schwarze Löcher , aber a Neutronenstern und ein Schwarzes Loch zusammen . Die Wissenschaftler waren begeistert: Dies könnte das erste Mal sein, dass wir jemals Zeuge eines solchen Doppelsternsystems wurden.

Nachdem ein internationales Team von Astronomen nun über die Ecke des Weltraums gebrütet hat, in der die Kollision stattfand, hat es die Nachwirkungen gesehen – oder besser gesagt, das Fehlen einer solchen.

Unter Verwendung einiger der leistungsstärksten astronomischen Instrumente der Welt Elektromagnetische Gegenstücke zu Gravitationswellenquellen am VERy Large Telescope Die Zusammenarbeit von (ENGRAVE) fand nicht einmal einen kurzen Lichtblitz, der mit der Kollision in Zusammenhang stand. Ihre Forschung wartet auf Sie Peer-Review und wurde auf dem Preprint-Server veröffentlicht arXiv .

Das bedeutet jedoch nicht, dass das Ereignis mit dem Namen S190814bv nicht stattgefunden hat. Das bedeutet nicht einmal, dass es überhaupt keinen Blitz elektromagnetischer Strahlung gab – das sogenannte „elektromagnetische Gegenstück“ zur Gravitationswellendetektion.

Was es bedeutet, ist, dass Astronomen über etwas mehr Informationen verfügen – den Beginn einer Datenbank, die uns helfen wird, in Zukunft mehr über diese schwer fassbaren Verschmelzungen zu erfahren. Und es könnte Wissenschaftlern ermöglichen, einige vorläufige Einschränkungen hinsichtlich der Folgen von a festzulegen schwarzes Loch verschlingt a Neutronenstern - wenn das Ereignis wirklich so war.

„Wir identifizieren kein eindeutiges Gegenstück“, sagte der Physiker Morgan Fraser vom University College Dublin in Irland gegenüber Energyeffic.

„Dies könnte Folgendes bedeuten: Es gab kein Gegenstück (vielleicht hat das Schwarze Loch den Neutronenstern als Ganzes verschluckt);“ Es gab ein Gegenstück, aber es war zu schwach, als dass wir es erkennen könnten. [oder] es gab ein Gegenstück, das wir übersehen haben (vielleicht war einer der Transienten, die wir im Feld sehen und ausschließen, tatsächlich das, wonach wir gesucht haben).'

Es ist immer noch nicht ganz klar, um welches Ereignis es sich handelte – die Analyse der Gravitationswellendaten wird noch durchgeführt. Diese Daten deuten jedoch darauf hin, dass die Kollision zwischen einem Objekt mit weniger als der dreifachen Sonnenmasse und einem anderen mit mehr als der fünffachen Sonnenmasse stattgefunden hat.

Sowohl Neutronensterne als auch Schwarze Löcher sind die ultradichten Überreste toter Sterne, aber wir haben noch nie ein Schwarzes Loch gesehen, das kleiner als ist 5 Sonnenmassen oder ein Neutronenstern, der größer ist als um ihn herum 2.5 Sonnenmassen.

S190814bv – das eine extrem niedrige Fehlalarmrate aufwies – könnte also durchaus die schwer fassbare Doppelkollision zwischen Neutronenstern und Schwarzem Loch sein. Ein elektromagnetisches Gegenstück, während das Schwarze Loch den Neutronenstern auseinanderreißt, hätte uns etwas zeigen können, worüber wir relativ wenig wissen – was sich tatsächlich im Inneren eines Neutronensterns befindet.

Leider sollte es nicht passieren. Obwohl das Gravitationswellensignal von S190814bv stark war, war es keine so einfache Aufgabe, diesen hypothetischen Lichtblitz aus so großer Entfernung – etwa 800 Millionen Lichtjahre – zu finden.

Das ENGRAVE-Team hat nicht nur eine Nullerkennung zurückgegeben, sondern auch die Australischer Square Kilometre Array Pathfinder , Suche im Funkspektrum ; Die WACHSTUMS-Zusammenarbeit , Suche optisch und im nahen Infrarot ; und das Nationales Astronomisches Observatorium in Mexiko, Auf der Suche nach Gammastrahlung .

„[S190814bv] befindet sich tatsächlich an der Obergrenze des entfernten Bereichs, in dem wir hoffen können, Emissionen nachzuweisen“, erklärte Fraser.

Und das ist nicht das einzige Problem – selbst mit leistungsfähigeren Werkzeugen, die schwächere Blitze erkennen könnten, müssten wir einen Weg finden, das elektromagnetische Gegenstück von allen anderen Transienten in derselben Ecke des Weltraums zu unterscheiden.

„Es geht nicht nur darum, das Gegenstück zu erkennen, sondern auch darum, wie man diese Nadel aus einem riesigen Heuhaufen von Supernovae aus explodierenden Sternen, Flares aus den Kernen von Galaxien, Eruptionen auf der Oberfläche von Sternen und vielem mehr herauszieht“, sagte Fraser gegenüber Energyeffic.

Das Team hat das so gründlich wie möglich gemacht – aber es besteht immer noch die Möglichkeit, dass das Ereignis einfach zu schwach war, und es besteht immer noch die Möglichkeit, dass eines der vorübergehenden Ereignisse, die sie verworfen haben, tatsächlich von der Fusion stammte.

Es ist auch möglich, dass der Neutronenstern erst dann zerkleinert wurde, als er sich bereits im Ereignishorizont des Schwarzen Lochs befand, wodurch verhindert wurde, dass Licht aus dem Schwarzen Loch entweichen konnte.

Und selbst wenn S190814bv kein Neutronenstern und kein Schwarzes Loch wäre, gibt es dennoch etwas zu lernen. Astronomen suchen auch eifrig nach einem sogenannten „Massenlücken“-Ereignis, bei dem einer oder beide der kollidierenden Körper zwischen der oberen Massengrenze von Neutronensternen (2,5 Sonnenmassen) und der unteren Grenze von Schwarzen Löchern (5) liegen Sonnenmassen).

Aus den auf S190814bv gesammelten Daten können wir möglicherweise nicht herausfinden, ob es sich in dieser Lücke um ein winziges Schwarzes Loch oder einen klobigen Neutronenstern handelt. Aber das Team hat gezeigt, dass die Zusammenarbeit funktioniert, und sie sind bereit und warten darauf, die nächste Runde von Beobachtungen zu sammeln, und die nächste und die übernächste.

„Was wir hier gezeigt haben, ist, dass wir in dieser Entfernung einen erheblichen Teil der Region absuchen können, die mit einer Gravitationswelle verbunden ist, und dass wir jedem potenziellen Gegenstück einige nützliche Grenzen setzen können“, sagte Fraser.

„Die Gegenstücke finden von Gravitationswellen ist eine immense Herausforderung, und in diesem Fall haben wir nichts gesehen. Aber mit dem, was wir gelernt haben, sind wir noch besser auf das nächste vorbereitet, das uns das Universum schenkt!‘

Die Forschung wurde eingereicht Astronomie und Astrophysik , und ist verfügbar unter arXiv .