De Eerste 'Verrassende' Virgo/LIGO Waarneming

Moderator: Astro

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 37

De Eerste 'Verrassende' Virgo/LIGO Waarneming

De Eerste 'Verrassende' Virgo/LIGO Waarneming
GettyImages-685026451-crop-96eb04b.jpg
Het begon met een felle lichtflits waargenomen door Dr. Matthew Graham en zijn team, en eindigde met artikelen die een verrassing in de kosmologie formuleerde. De flits bleek een fusie van twee zwarte gaten te zijn; de verrassing zat hem in het feit dat ten minste één van de zwarte gaten in een wiskundig ‘verboden’ massabereik zat.

Op 25 publiceerde Graham in Physics Review Letters een artikel over zijn waarneming, vanuit de Zwicky Transient Facility. Dit observatorium houdt de hemel in de gaten op zoek naar korte, vergankelijke (Eng: transient) bronnen van licht. In het artikel voorspelt hij met zijn team dat het hoogstwaarschijnlijk gaat over licht dat vrijkwam bij de fusie van twee zwarte gaten. Ook meldt het artikel dat het plaatsvond in de schijf van verzamelende materie rond een superzwaar zwart gat in de kern van sterrenstelsel 17 miljard lichtjaar verwijderd van de Aarde. Het nieuwe zwarte gat zou minstens de massa hebben van 100 zonnen.

Het werd opgepikt door de onderzoekers van de zwaartekrachtgolvendetectoren Virgo (Italië) en LIGO (Verenigde Staten). Uit hun onderzoek volgen op 2 september twee artikelen, in Physics Review Letters en The Astrophysical Journal Letters, geschreven onder leiding van Dr. Richard Abbott die bevestigen wat Graham al postuleerde: de flits was een fusie van twee zwarte gaten en het nieuwe zwarte gat is maar liefst van 142 zonsmassa’s. In een interview met The New York Times zegt theoretisch fysicus Dr. Daniel Holz dat deze waarneming “de eerste detectie van Virgo/LIGO is die werkelijk verrassend is”. Waarom?

De eerste waarneming van zwaartekrachtsgolven was wereldschokkend en ontegenzeggelijk verrassend voor het grote publiek: kennelijk golft ruimtetijd echt. Maar voor fysici was het in zekere zin ‘slechts’ een bevestiging van iets wat al bijna een eeuw als waarheid werd aangenomen. Deze waarneming, daarentegen, introduceerde een probleem: minstens één van de fuserende zwarte gaten had een massa die niet het gevolg kon zijn van de ineenstorting van een ster. Volgens de berekeningen van de algemene relativiteitstheorie bestaat er namelijk een bereik van massa’s die zwarte gaten niet kunnen hebben, omdat de voorafgegane ster niet kon leiden tot zwart gat: een te kleine ster bereikt de kritische massa die tot implosie leidt niet, en een te zware ster zal exploderen zonder een spoor achter te laten in een zogenaamde paar-instabiliteit supernova.

Hoogstwaarschijnlijk waren de massa’s van allebei de fuserende zwarte gaten ‘verboden’, wat de onderzoekers zoals gezegd voor een raadsel stelt. Een mogelijke uitleg is dat de zwarte gaten op hun beurt zelf waren ontstaan uit eerder fusies, wat het idee van een zogezegde stamboom van fusies introduceert. De onderbouwing hiervoor is dat de hoogste waarschijnlijkheid voor zwarte gaten om te fuseren in de buurt is van een galactische kern. In deze omgevingen, waar door het zwaartekrachtsveld van een superzwaar zwart gat in de galactische kern materie en energie verzamelt, zouden kleinere zwarte gaten samenkomen. En door botsingen met andere zwarte gaten, ontstaan steeds zwaardere en zwaardere zwarte gaten. Zo kunnen in deze omgevingen dus zonder stervende sterren zwarte gaten ontstaan, ook in de verboden zone.

De waarneming stelt wetenschappers dus voor een raadsel, waarop meerdere antwoorden mogelijk zouden kunnen zijn. Een andere interessante uitleg van de verrassende fusie is dat een tussengelegen object het licht versterkte, als een zogenaamde ‘gravitatielens’. De kans hierop wordt daarentegen wel heel klein geschat. Hoe dan ook zorgt deze ontdekking voor een interessante opschudding van ons begrip van zwarte gaten.

Reageer