W zeszłym roku detektory fal grawitacyjnych LIGO i Virgo zmierzyły się z zupełnie nowym typem zderzenia: nie dwie gwiazdy neutronowe, nie dwie czarne dziury, ale gwiazda neutronowa i czarna dziura.
Naukowcy byli zachwyceni: po raz pierwszy odkryto taki układ podwójny.
Teraz, badając przestrzeń kosmiczną, w której doszło do zderzenia, międzynarodowy zespół astronomów zauważył konsekwencje, a raczej ich brak.
Używając jednych z najpotężniejszych instrumentów astronomicznych na świecie, astronomowie ElectromagNetic we współpracy z Wielkim Teleskopem VEry (ENGRAVE) nie zdołali wykryć nawet krótkiego rozbłysku światła związanego ze zderzeniem. Ich badania, oczekujące na wzajemną recenzję, zostały opublikowane na serwerze preprint arXiv.
Nie oznacza to, że nie było zdarzenia o nazwie S190814bv. Nie oznacza to nawet, że nie było absolutnie żadnego wybuchu promieniowania elektromagnetycznego – tak zwanego „elektromagnetycznego odpowiednika” do wykrywania fal grawitacyjnych.
Oznacza to, że astronomowie mają trochę więcej informacji – początek bazy danych, która pomoże nam dowiedzieć się więcej o tych nieuchwytnych fuzjach w przyszłości. A to mogłoby pozwolić naukowcom na nałożenie pewnych wstępnych ograniczeń na działania czarnej dziury pożerającej gwiazdę neutronową – jeśli tak naprawdę się stało.
Nadal nie jest do końca jasne, co to było za zdarzenie – nadal trwa analiza danych dotyczących fal grawitacyjnych. Jednak dane sugerują, że zderzenie nastąpiło między obiektem o masie trzykrotnie większej od Słońca, a kolejnym o masie pięciokrotnie większej od Słońca.
Zarówno gwiazdy neutronowe, jak i czarne dziury są supergęstymi pozostałościami martwych gwiazd, ale nigdy nie widzieliśmy czarnej dziury o masie mniejszej niż 5 mas Słońca ani gwiazdy neutronowej o masie większej niż 2,5 masy Słońca.
Zatem S190814bv może równie dobrze być tym nieuchwytnym podwójnym zderzeniem gwiazdy neutronowej i czarnej dziury.
Mimo że sygnał z fali grawitacyjnej S190814bv był silny, odnalezienie tego hipotetycznego błysku światła z daleka – około 800 milionów lat świetlnych – nie było łatwym zadaniem.
Jest również możliwe, że gwiazda neutronowa nie została rozerwana, dopóki nie znalazła się już wewnątrz horyzontu zdarzeń czarnej dziury – zapobiegając ucieczce światła z czarnej dziury.
I nawet jeśli S190814bv nie był gwiazdą neutronową i kolizją czarnej dziury, to trzeba się wiele nauczyć. Astronomowie poszukują również tak zwanej „przerwy masowej”, kiedy jedno lub oba zderzające się ciała znajdują się między górną granicą masy gwiazd neutronowych (2,5 masy Słońca) a dolną granicą czarnych dziur (5 mas Słońca).
Możemy nie być w stanie wiedzieć, czy to, co znajduje się w tej szczelinie, to maleńka czarna dziura, czy gruba gwiazda neutronowa na podstawie danych zebranych z S190814bv. Jednak zespół wykazał, że ich współpraca działa i są gotowi i czekają na zebranie następnej rundy obserwacji, a także następnej i następnej po niej.
Badanie zostało przedstawione w Astronomy & Astrophysics i jest dostępne na stronie internetowej arXiv.
Źródła: Zdjęcie: UCSC Transients
