Vizualizácia čiernych dier v zhluku. (Aaron M. Geller, Northwestern University/CIERA) Pred niečo vyše piatimi rokmi to ľudstvo ešte len neodhalilo gravitačné vlny .
Teraz sa pozorovania hrnú úžasnou rýchlosťou. V priebehu šiestich mesiacov minulého roka spolupráca LIGO-Virgo odhalila v priemere 1,5 gravitačná vlna udalosti za týždeň.
Od 1. apríla do 1. októbra 2019 vylepšené interferometre LIGO a Virgo zachytili 39 nových udalostí gravitačných vĺn: rázové vlny šíriace sa cez časopriestor z masívnych zrážok medzi neutrónovými hviezdami resp. čierne diery . Celkovo sa katalóg prechodov gravitačných vĺn 2 (GWTC-2) teraz môže pochváliť 50 takýmito udalosťami.
To nám poskytlo najkompletnejšie sčítanie čiernych dier v našej súprave nástrojov, ktoré predstavuje celý rad čiernych dier, ktoré nielenže nikdy predtým neboli zistené, ale môžu odhaliť predtým nepoznané hĺbky evolúcie a posmrtných životov dvojhviezd.
„Astronómia gravitačných vĺn je revolučná – odhaľuje nám skryté životy čiernych dier a neutrónových hviezd,“ povedal astronóm Christopher Berry z Northwestern University, člen LIGO Scientific Collaboration (LSC).
„Za päť rokov sme prešli od toho, že sme nevedeli, že binárne čierne diery existujú, k katalógu viac ako 40 kusov. Tretí pozorovací pokus priniesol viac objavov ako kedykoľvek predtým. Ich kombinácia so skoršími objavmi vytvára nádherný obraz bohatej rozmanitosti dvojhviezd vo vesmíre.“
O niektorých nových objavoch z pozorovacieho behu ste už počuli.
GW 190412 (udalosti gravitačných vĺn sú pomenované podľa dátumu ich detekcie) bol prvý čierna diera kolízia pri ktorejdve čierne diery mali divoko nesúrodú hmotnosť; všetky ostatné zrážky čiernych dier, ktoré boli predtým zistené, zahŕňali dvojhviezdy s viac-menej rovnakou hmotnosťou.
Predpokladá sa, že GW 190425 pochádzazrážka dvoch neutrónových hviezd, iba druhý, ktorý bol kedy zistený (prvý bol v auguste 2017).
GW 190521 konečnepotvrdila existenciu nepolapiteľnej „strednej“ triedyčiernych dier, medzi tými s hviezdnou hmotnosťou a supermasívnymi monštrami.
A GW 190814 bolprvá kolízia, ktorá zahŕňala objekt v „hmotnostnej medzere“medzi neutrónovými hviezdami a čiernymi dierami.
'Doteraz tretí pozorovací beh LIGO a Panny prinieslo veľa prekvapení,' povedala astronómka Maya Fishbach Northwestern University a LSC.
„Po druhom pozorovaní som si myslel, že sme videli celé spektrum binárnych čiernych dier, ale krajina čiernych dier je oveľa bohatšia a pestrejšia, než som si predstavoval. Som nadšený, že uvidím, čo nás naučia budúce pozorovania.“
To nie je všetko, čo nový dátový prenos ponúka. Dve ďalšie udalosti, GW 190426_152155 a GW 190924_021846, vynikli ako mimoriadne. A áno, tieto názvy sú dlhšie: Keďže zisťujeme stále viac a viac udalostí, dátum nemusí stačiť na ich rozlíšenie, takže nová konvencia pomenovania zahŕňa čas v UTC.
„Jeden z našich nových objavov, GW 190426_152155, by mohol byť zlúčením čiernej diery s približne šiestimi hmotnosťami Slnka s neutrónová hviezda . Bohužiaľ, signál je dosť slabý, takže si nemôžeme byť úplne istí,“ povedal astronóm Serguei Ossokine z Inštitútu Alberta Einsteina v Postupime v Nemecku.
„GW 190924_021846 určite pochádza zo spojenia dvoch najľahších čiernych dier, aké sme doteraz videli. Jedno malo hmotnosť šiestich Sĺnk, druhé deväť Sĺnk. Existujú signály z fúzií s menej masívnymi objektmi, ako je GW 190814, ale nevieme s istotou, či ide o čierne diery.“
Nová populácia zlúčenia čiernych dier a neutrónových hviezd bola opísaná v štyroch predtlačových dokumentoch.
Prvý papier katalogizuje 39 nových podujatí. Druhý papier rekonštruuje distribúciu hmotnosti a rotácie 47 udalostí zlúčenia nájdených v celom katalógu GWTC-2 a odhaduje rýchlosť zrážok čiernych dier a neutrónových hviezd. Tretí papier usilovne hľadá záblesky gama žiarenia spojené s udalosťami zlúčenia (žiadne nenašiel). A štvrtý papier vyhodnocuje údaje oproti predpovediam všeobecná relativita ; spoiler, všeobecná relativita úplne obstojí.
Celkovo možno povedať, že nová zbierka udalostí spojených s fúziami nie je len spôsob, ako študovať kolízie. Poskytuje nám spôsob, ako priamo študovať čierne diery, ktoré – keďže nevyžarujú žiadne detekovateľné žiarenie – je notoricky ťažké skúmať.
Vďaka gravitačným vlnám vieme o týchto objektoch oveľa viac ako pred rokom. A odtiaľto to bude snehová guľa.
'Zlúčenie dvojhviezd čiernej diery a neutrónovej hviezdy je jedinečné laboratórium,' Povedal Berry .
'Môžeme ich použiť na štúdium gravitácie - zatiaľ čo Einsteinova všeobecná relativita prešla všetkými testami - a astrofyziky toho, ako masívne hviezdy žijú svoje životy.' LIGO a Virgo zmenili našu schopnosť pozorovať tieto dvojhviezdy a ako sa naše detektory zdokonaľujú, rýchlosť objavovania sa bude len zrýchľovať.“
LIGO nahralo predtlače na svoju webovú stránku, kým čakajú na vzájomné hodnotenie. Dajú sa nájsť tu , tu , tu a tu .