Künstlerische Darstellung von GW190425. (National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet) Unser prächtiges Gravitationswelle Astronomen haben es erneut geschafft und die Detektionssammlung um eine neue Kollision zwischen zwei Neutronensternen erweitert. Am 25. April 2019 entdeckte das LIGO-Interferometer zwei etwa 520 Millionen Lichtjahre entfernte Neutronensterne, die zusammenkamen und zu einem einzigen Objekt verschmolzen.
Es heißt GW190425 und obwohl es erst die zweite Kollision dieser Art ist, die Astronomen jemals gesehen haben, erweitert es bereits unser Verständnis dieser kolossalen kosmischen Kollisionen.
„Die Quelle von GW190425 stellt einen bisher unentdeckten Typ eines astrophysikalischen Systems dar“, schrieben die Forscher in ihrer Arbeit , eingereicht an Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe und noch nicht peer-reviewed.
Der erste Kollision eines binären Neutronensterns wurde im August 2017 entdeckt und lieferte eine herrliche Fülle an Daten über eine Reihe von Beobachtungsmedien hinweg – was als Multi-Messenger-Astronomie bekannt ist.
Jetzt hat diese neue Entdeckung es bestätigt.
„Wir haben ein zweites Ereignis entdeckt, das mit einer Binärdatei übereinstimmt Neutronenstern „Dies ist eine wichtige Bestätigung des Ereignisses vom August 2017, das vor zwei Jahren einen aufregenden Neuanfang für die Multi-Messenger-Astronomie markierte“, sagte der Physiker und Jungfrau-Sprecher Jo van den Brand der Universität Maastricht in den Niederlanden.
Es gibt einige sehr wichtige Unterschiede.
Anders als beim ersten Neutronensternereignis (genannt GW170817) wurde bei der Kollision der beiden Sterne von GW190425 kein Licht registriert. Das liegt wahrscheinlich teilweise daran, dass es so weit entfernt war, und teilweise daran, dass einer der beiden LIGO-Detektoren offline war, als das Ereignis entdeckt wurde; und das Signal war zu schwach, um vom Virgo-Detektor erkannt zu werden.
Dies bedeutete, dass es sehr schwierig war, den Ursprungspunkt des Signals zu ermitteln; Aber die Nichtentdeckung durch Virgo ermöglichte es dem internationalen Astronomenteam, die Region einzugrenzen, aus der das Signal stammen musste – ein Streifen, der etwa 20 Prozent des Himmels bedeckte.
Und auch ohne optische Daten das „Zwitschern“ des Gravitationswellensignals dekodiert werden kann um die Masse, Ausrichtung und Drehung der kollidierenden Objekte zu ermitteln.
Und dieser enthielt eine deftige Überraschung. Basierend auf den Chirp-Daten entdeckte das Team, dass einer der Neutronensterne im Doppelstern die 1,4-fache Sonnenmasse und der andere etwa die zweifache Sonnenmasse hatte.
„Wir waren sehr überrascht von der Gesamtmasse dieses alten Neutronenstern-Doppelsternsystems, die etwa dem 3,4-fachen der Masse unserer Sonne entspricht, da sie die Masse bekannter Neutronenstern-Doppelsterne in unserer eigenen Galaxie bei weitem übersteigt.“ sagte die theoretische Physikerin Susan Scott der Australian National University und des ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery.
„Dies führt zu der faszinierenden Möglichkeit, dass sich das von uns entdeckte alte Doppelsternsystem anders gebildet hat als die in der Milchstraße beobachteten und dass Neutronenstern-Doppelsternsysteme dieser Größe mit aktuellen Teleskopdurchmusterungen möglicherweise nicht nachweisbar sind.“
Die beiden an GW170817 beteiligten Neutronensterne hatten zwischen etwa 1,1 und 1,6 Sonnenmassen, was zu einem Objekt mit etwa der 2,7-fachen Sonnenmasse führt.
Und obwohl wir nicht viele Neutronensternverschmelzungen entdeckt haben, haben Astronomen 17 bestehende Neutronensterndoppelsterne in der Milchstraße identifiziert, mit denen sie die Masse vergleichen können. Von diesen beträgt die höchste Gesamtmasse das 2,9-fache der Sonnenmasse.
Dies könnte Astronomen helfen zu verstehen, wie binäre Neutronensterne entstehen. Es gibt zwei Möglichkeiten – dass die beiden massereichen Sterne zusammen geboren werden, leben und sterben; oder dass sie sich später im Leben gegenseitig im Orbit einfangen. Es ist unklar, welche davon die Binärdatei GW190425 hervorgebracht haben, aber die Modellierung könnte weitere Informationen liefern.
Das aus der GW190425-Kollision resultierende Objekt stellt ebenfalls eine faszinierende Aussicht dar, da es sich genau in der sogenannten Massenlücke befindet, die zwischen Neutronensternen und Sternen liegt Schwarze Löcher .
Sowohl Neutronensterne als auch Schwarze Löcher sind die ultradichten Überreste eines toten Sterns, aber wir haben noch nie einen gesehen schwarzes Loch kleiner als 5-fache Masse der Sonne oder ein Neutronenstern, der größer als etwa ist 2,5-fache Masse der Sonne .
Wir wissen noch nicht, ob GW190425 zu einem kleinen Schwarzen Loch oder einem großen Neutronenstern führte, aber es – und das von GW170817 erzeugte Objekt auch noch unbekannt - könnte einige Antworten auf diese seltsame Massenlücke geben.
Das Team präsentierte seine Ergebnisse auf der 235. Treffen der American Astronomical Society in Hawaii.