Τα παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων LIGO και VIRGO έχουν εντοπίσει βαρυτικά κύματα ασυνήθιστου τύπου, που μπορεί να είναι η πρώτη ανίχνευση μιας μαύρης τρύπας που καταβροχθίζει ένα άστρο νετρονίων, 500 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Εάν επιβεβαιωθεί, θα ήταν η πρώτη απόδειξη της ύπαρξης τέτοιων δυαδικών συστημάτων. Τα νέα έρχονται μόλις μια μέρα αφού οι αστρονόμοι είχαν εντοπίσει βαρυτικά κύματα από τη συγχώνευση δύο αστέρων με νετρόνια για δεύτερη φορά.
Η συγχώνευση μιας μαύρης τρύπας και ενός αστέρα νετρονίων
Οι επιστήμονες σκέφτονται την προκλητική προοπτική να έχουν κάνει μια ανίχνευση που θα μπορούσε να παράγει μια πληθώρα κοσμικών πληροφοριών, από ακριβείς δοκιμές της γενικής θεωρίας της σχετικότητας έως τη μέτρηση του ρυθμού επέκτασης του σύμπαντος . Οι αστρονόμοι σε όλο τον κόσμο αγωνίζονται επίσης για να παρατηρήσουν το φαινόμενο χρησιμοποιώντας διαφορετικούς τύπους τηλεσκοπίων.
“Πιστεύω ότι η ταξινόμηση κλίνει προς τη συγχώνευση νετρονίων αστέρων-μαύρης τρύπας”, λέει ο Chad Hanna, μέλος της ομάδας ανάλυσης δεδομένων του LIGO και φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνιας.
Όμως το σήμα δεν ήταν πολύ ισχυρό, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούσε να είναι μία σύμπτωση. “Πιθανόν η σημασία του γεγονότος αυτού είναι πολύ μικρότερη” από ό, τι σε πολλά προηγούμενα γεγονότα, λέει. Το LIGO και το VIRGO είχαν προηγουμένως πιάσει βαρυτικά κύματα – αμυδρούς κυματισμούς στον ιστό του χωροχρόνου – από δύο τύπους κατακλυσμιακού γεγονότος: τις συγχωνεύσεις δύο μαύρων οπών και δύο άστρων νετρονίων . Τα τελευταία είναι μικρά αλλά υπερβολικά πυκνά αντικείμενα που σχηματίζονται μετά την κατάρρευση των αστεριών πιο μαζικά από τον Ήλιο.
Τα βαρυτικά κύματα αποκαλύπτουν τις μάζες των εμπλεκομένων αντικειμένων. Αντικείμενα περίπου διπλάσιας μάζας του Ήλιου αναμένεται να είναι αστέρια νετρονίων. Με βάση την ένταση των κυμάτων, οι ερευνητές εκτιμούν ότι η σύγκρουση συνέβη περίπου 500 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, λέει ο Hanna. Και ήταν περίπου τρεις φορές μακρύτερα από τη συγχώνευση του 2017 .
Εάν αυτή η εμφάνιση των βαρυτικών κυμάτων δεν είναι μια σύγκρουση αστέρα νετρονίων με μαύρη τρύπα, είναι πιθανότατα μια σύγκρουση αστέρων νετρονίων, που θα έφερνε τις συνολικές ανιχνεύσεις αυτού του τύπου σε τρεις.
Αλλά αν τελικά ήταν μια μαύρη τρύπα που καταβροχθίζει ένα αστέρι νετρονίων θα μπορούσε να παράγει μια πληθώρα πληροφοριών που δεν μπορεί να προσφέρει κανένας άλλος τύπος γεγονότος, λέει ο BS Sathyaprakash, ένας θεωρητικός φυσικός του LIGO. Αρχικά, επιβεβαιώνει ότι υπάρχουν αυτά τα συστήματα, τα οποία προέρχονται από δυαδικά αστέρια πολύ διαφορετικών μαζών.
Και οι τροχιές των δύο αντικειμένων που εντοπίστηκαν θα μπορούσαν να είναι μάλλον διαφορετικές από εκείνες που παρατηρήθηκαν σε ζεύγη μαύρων οπών. Στην περίπτωση άστρου νετρονίων – μαύρης τρύπας, η πιο μεγάλης μάζας μαύρη τρύπα θα στρίβει γύρω της τον χώρο καθώς περιστρέφεται. “Το αστέρι νετρονίων θα στροβιλίζεται γύρω σε μια σφαιρική τροχιά και όχι σε μια σχεδόν κυκλική τροχιά”, λένε οι επιστήμονες. Για το λόγο αυτό, τα “συστήματα άστρων νετρονίων -μαύρων οπών μπορούν να είναι πιο ισχυρές δοκιμές για τη γενική σχετικότητα”.
Επιπλέον, τα κύματα βαρύτητας και οι συνοδευτικές παρατηρήσεις από τους αστρονόμους θα μπορούσαν να αποκαλύψουν τι συμβαίνει στις τελικές φάσεις πριν από τη συγχώνευση. Καθώς οι παλιρροιακές δυνάμεις σκίζουν το αστέρι νετρονίων, θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους αστροφυσικούς να λύσουν ένα μακρόχρονο μυστήριο: σε ποια κατάσταση βρίσκεται η ύλη μέσα σε αυτά τα εξαιρετικά συμπαγή αντικείμενα.
