Gwiazda neutronowa w całości wpadła w czarną dziurę. Nawet nie błysnęła
Od momentu zarejestrowania fal grawitacyjnych w 2015 r. naukowcy mieli już okazję obserwować procesy łączenia masywnych obiektów, takich jak czarne dziury czy gwiazdy neutronowe. Niemniej jednak badacze z Heidelbergu uważają, że takie same zdarzenia, ale zachodzące w centrach gęstych gromad gwiazd wyglądają inaczej.
Poznanie różnic między procesami łączenia czarnych dziur z gwiazdami neutronowymi w pustych obszarach, w których znajduje się niewiele gwiazd, a tymi zachodzącymi w centrum gromad gwiazd może znacząco poszerzyć naszą wiedzę o falach grawitacyjnych i ich źródłach.
Obiekty kompaktowe
Gwiazdy o masie ponad ośmiokrotnie większej od masy Słońca żyją krótko, ale kończą swoje życie spektakularnie, eksplodując jako supernowe i pozostawiając po sobie albo gwiazdy neutronowe albo czarne dziury. Gwiazdy neutronowe zazwyczaj szybko rotując wokół własnej osi emitują regularne błyski promieniowania, które pozwalają nam je obserwować. W 2017 r. gdy doszło do zderzenia dwóch gwiazd neutronowych, to oprócz fal grawitacyjnych naukowcy na całym świecie dostrzegli w swoich teleskopach blask tej eksplozji. Z czarnymi dziurami jest nieco inaczej, ponieważ grawitacja czarnej dziury jest na tyle silna, że nawet światło poruszające się z... prędkością światła, nie jest w stanie z niej uciec. Z tego też powodu, jakiegokolwiek rodzaju detektory promieniowania elektromagnetycznego, nie zobaczą w przypadku zderzenia dwóch czarnych dziur nic. Od 2015 r. mamy jednak możliwość rejestrowania fal grawitacyjnych, swoistych zmarszczek czasoprzestrzeni, które emitowane są w trakcie takich zderzeń.
Składające się z dwóch detektorów w różnych częściach Stanów Zjednoczonych Obserwatorium LIGO jest w stanie obserwować takie fale grawitacyjne. To właśnie te detektory zarejestrowały w 2015 r., jeszcze w trakcie testów detektorów, fale grawitacyjne wyemitowane w momencie połączenia dwóch czarnych dziur. Przez ostatnie ponad 4 lata obserwatorium rejestrowało także fale emitowane przez zderzenia gwiazd neutronowych czy czarnych dziur z gwiazdą neutronową. Według dr Arci Seddy, głównym zadaniem badaczy jest teraz wykrywanie różnic między tymi różnymi konfiguracjami.
Czarna dziura pochłania gwiazdę neutronową
Moment połączenia czarnej dziury z gwiazdą neutronową zarejestrowano po raz pierwszy dopiero w sierpniu 2019 r. Mimo to, obserwatoria rejestrujące promieniowanie elektromagnetyczne nie zarejestrowały żadnego błysku świetlnego w tej części nieba, w której znajdowało się źródło fal grawitacyjnych. Może to oznaczać, że czarna dziura pochłonęła gwiazdę neutronową w całości, nie rozrywając jej na samym końcu.
W swoich analizach, badacz z Heidelbergu przeanalizował proces łączenia czarnej dziury z gwiazdą neutronową. Wykorzystując szczegółowe symulacje komputerowe Sedda zbadał interakcje zachodzące w układzie składającym się z gwiazdy, obiektu kompaktowego (np. czarnej dziury) i trzeciego masywnego obiektu w otoczeniu, niezbędnego do połączenia. Wyniki analiz wskazują, że oddziaływania grawitacyjne w takim układzie trzech ciał mogą prowokować łączenie czarnych dziur z gwiazdami neutronowymi w usianych gwiazdami centrach gromad kulistych.
To szczególna rodzina dynamicznych zderzeń, które znacząco różnią się od procesów łączenia masywnych obiektów, do których dochodzi w odizolowanych obszarach, gdzie w bezpośrednim otoczeniu nie ma zbyt wielu gwiazd - dodaje Manuel Arca Sedda.
Jeżeli dane ze zderzenia zarejestrowanego w sierpniu okażą się zgodne z modelem, to będzie to nie tylko pierwszy przypadek obserwacji połączenia czarnej dziury z gwiazdą neutronową we wnętrzu gromady kulistej, ale w ogóle pierwszy dowód na istnienie takiej pary.
Nie przegap nowych tekstów. Obserwuj Spider's Web w Google News.
