Hieman yli vuosi sitten, 12. huhtikuuta 2019, LIGO-Neitsyt-yhteistyö löysi gravitaatioaaltoja, jotka etenivät avaruudessa kahden mustan aukon eeppisestä törmäyksestä 2,4 miljardin valovuoden etäisyydellä.
Mutta kuten tähtitieteilijät ovat nyt tajunnut, GW 190412: n todellinen törmäys oli jotain, jota emme olleet koskaan ennen nähneet. Kahden suunnilleen saman massan mustan reiän sijasta, 20–40 kertaa Auringon massa, GW 190412 saatiin epätasaisesta binäärijärjestelmästä.
Näiden sykkivien gravitaatioaaltojen analyysin perusteella tähtitieteilijät havaitsivat, että yksi mustista aukoista kallisti asteikot noin 29,7 aurinkomassaan, kun taas toinen oli kolme kertaa kevyempi vain 8,4 aurinkomassalla.
Se on myös tähän mennessä löydetty pienimmän massan musta aukko – mikä on erittäin jännittävää, koska se tarkoittaa, että niiden sulautuminen antoi pidemmän signaalin kuin mikään muu mustan aukon sulautuminen – valtava määrä tutkittavaa tietoa.
Kukaan näistä massoista ei ole itsessään yllättäviä. Tiedämme, että mustia aukkoja tulee kooltaan. Uutta on massasuhde ”, selitti tähtitieteilijä Christopher Berry Luoteis-yliopistosta ja LIGO-yhteistyöstä.
“Tämän havainnon avulla voimme testata gravitaatioaaltosignaalien ennusteitamme uudella tavalla ja se on toinen osa palapeliä ymmärtämään, kuinka binaariset mustat aukot muodostuvat.”
Epätavallisen fuusiosignaalin perusteella joukkue pystyi tekemään myös useita muita mittauksia. He pystyivät selvittämään, että suurin mustista aukoista pyöri.
Julkaisussa GW 190412 tämä kierto näytti olevan melko nopea, mikä voi olla vihje siitä, kuinka tällainen epätasainen binaarijärjestelmä syntyi. Binaaristen mustien aukkojen muodostumiselle on olemassa useita astrofyysisiä malleja, mutta suurin osa niistä johtaa enemmän tai vähemmän samoihin massapareihin.
Ilmeisin on binäärinen tähtijärjestelmä, jossa jokainen tähti romahtaa mustaksi aukoksi. Kuitenkin uskotaan, että ne eivät voi luoda binäärisiä mustia aukkoja, joiden massassa on suuria eroja, paitsi GW 190412.
On mahdollista, että mustat aukot muodostuivat erikseen ja sitten jotenkin lähentyivät, vangitsemalla toisensa kiertoradalle. Suuremman mustan aukon nopeampi kehräys viittaa siihen, että se on voinut sulautua muihin mustiin reikiin aiemmin, ennen GW 190412: ta.
Voit lukea koko tekstin LIGO-verkkosivustolta.
Lähteet: Kuva: N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik), Simuloi eXtreme Spacetimes -projekti
