Een team van astrofysici heeft door middel van simulaties bepaald dat puin van stervende sterren een bron van zwaartekrachtgolven kan zijn –deze rimpelingen in de ruimtetijd die Einstein een eeuw geleden voorspelde.
Zwaartekrachtsgolven zijn voorspeld door de algemene relativiteitstheorie; het zijn rimpelingen in de ruimtetijd die worden gecreëerd door enorme versnellende objecten. Golven worden ook geproduceerd door de interacties van objecten zoals dubbelsterren en fusies tussen neutronensterren en zwarte gaten.
Zwaartekrachtsgolven waren voor het eerst gedetecteerd door de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), gevestigd in Louisiana en Washington. LIGO detecteert zwaartekrachtgolven door kleine verschillen in de timing van laserpulsen te meten ten opzichte van spiegels in ondergrondse faciliteiten. Deze verschillen suggereren dat de rimpelingen in de ruimtetijd de laserpulsen enigszins vertraagden.
Nu suggereert een team van onderzoekers dat een nieuw soort golf dat nog moet worden gedetecteerd door het universum zou kunnen kabbelen: zwaartekrachtgolven die worden geproduceerd door materie die wordt uitgeworpen door stervende sterren. Hun onderzoek werd vandaag gepresenteerd op de 242e bijeenkomst van de American Astronomical Society.
“Vanaf vandaag heeft LIGO alleen zwaartekrachtgolven van binaire systemen gedetecteerd, maar op een dag zal het de eerste niet-binaire bron van zwaartekrachtgolven detecteren”, zegt Ore Gottlieb, een astrofysicus aan de Northwestern University en hoofdauteur van de studie, aan Northwestern . uitgave. “Coco’s zijn een van de eerste plaatsen om naar dit soort bronnen te zoeken.”
Hoewel dergelijke golven nog niet zijn waargenomen, werden ze voorspeld in simulaties van Gottlieb en zijn collega’s. De onderzoekers hebben gemodelleerd hoe sterren sterven, materiaal naar buiten spuwen terwijl ze naar binnen instorten, een zwart gat achterlatend in de holtes die ze achterlaten rug.
De onderzoekers probeerden vast te stellen of accretieschijven van zwarte gaten – het oververhitte materiaal rond zwarte gaten en maakt hun schaduwen zichtbaar in radiotelescopische beelden– kunnen bronnen van zwaartekrachtgolven zijn.
Maar kijkend naar accretieschijven, werden de berekeningen van het team verstoord door gemodelleerde gegevens van de cocon van materiaal rond stralen van versneld materiaal geproduceerd door stervende sterren. Het model suggereerde dat materiaal rond de jets verstoringen in de ruimtetijd zou kunnen veroorzaken die binnen de frequentieband liggen die LIGO detecteert.
Het detecteren van zwaartekrachtgolven uit nieuwe bronnen zou ook een zegen zijn voor astrofysici op zoek naar de achtergrond van zwaartekrachtgolvenof het gezoem van zwaartekrachtgolven die te allen tijde door het universum rollen. Wetenschappers zoeken naar de achtergrond van zwaartekrachtgolven met behulp van pulsar-timingarrays, die op dezelfde manier werken als LIGO, maar vertrouwen op timingdetecties van licht dat wordt uitgezonden door snel ronddraaiende pulsars in plaats van ondergrondse laserpulsen.
Een heilige graal van zwaartekrachtgolfastronomie zou een ruimteobservatorium zijn dat op dezelfde manier werkt, maar op een veel grotere schaal dan LIGO (dat sindsdien is uitgebreid en samenwerkt met andere observatoria om de LIGO-Virgo-KAGRA-samenwerking te vormen. ) In plaats van LIGO’s 2,5 mijl lange (4 kilometer) zwaartekrachtgevoelige armen ›golven, konden astrofysici de 1,5 miljoen mijl (2,41 miljoen km) lange armen gebruiken voorgestelde LISA-missie.
Maar wanneer – of ooit – zo’n observatorium gebeurt, helpt het zeker als je weet waar je moet zoeken.
Meer: een zwart gat kwam in botsing met iets dat er niet hoorde te zijn
