Credit: LIGO
We zijn nog maar net bekomen van het nieuws van afgelopen donderdag dat men met de Advanced LIGO detector in de VS zwaartekrachtsgolven heeft ontdekt of er is aanvullend nieuws hierover: uit dit wetenschappelijke artikel blijkt dat de Amerikaanse Fermi ruimtesatelliet 0,4 seconden nadat LIGO op 14 september 2015 om 09:50:45 uur UTC de zwaartekrachtsgolven detecteerde een uitbarsting in gammastraling zag. Het gaat om een uitbarsting die één seconde duurde en die een energie van meer dan 50 KeV had. Per dag wordt ongeveer één gamma-uitbarsting gedetecteerd en Fermi doet dat door met z’n Gamma-ray Burst Monitor (GBM) continu 70% van de hemel in de gaten te houden. De kans dat de twee gebeurtenissen – de gamma-uitbarsting genaamd GW150914-GBM en de zwaartekrachtsgolf GW150914 – niet aan elkaar verbonden zijn en per toeval kort na elkaar plaatsvonden is uiterst klein. Ook valt het gebied waarin de gamma-uitbarsting plaatsvond (hierboven rechts te zien) en dat van de zwaartekrachtsgolf (links) goed samen. Het gebied aan de hemel waar GW150914 plaatsvond wordt door de combinatie met de Fermi gegevens gereduceerd van 601 tot 199 vierkante graad.
De door Fermi GBM waargenomen uitbarsting in gammastraling – de tijd is t.o.v. de zwaartekrachtsgolf GW150914 (credit: V. Connaughton et al)
Het lijkt er dus naar uit te zien dat de twee gebeurtenissen daarom dezelfde bron hebben en dat er bij de samensmelting van de twee zwarte gaten naast zwaartekrachtsgolven ook hoogenergetische fotonen in de vorm van gammastraling werden uitgezonden. Dat laatste is opmerkelijk, want volgens de gangbare modellen hebben stellaire zwarte gaten in tegenstelling tot hun superzware collega’s in de centra van sterrenstelsels géén omhullende accretieschijf. En zonder zo’n schijf is er geen gas in de buurt van het zwarte gat, dat verhit kan worden tot het gammastraling uitzendt. Kennelijk bevatten de twee botsende en samensmeltende zwarte gaten van GW150914 wél een accretieschijf en had die een uitbarsting. Modellen van stellaire zwarte gaten moeten dus opnieuw bekeken worden. Schattingen zijn dat de energie van de zwaartekrachtsgolf zo’n 10^48 watt was en van de gamma-uitbarsting 2 x 10^42 watt, dus pakweg één miljoenste deel van de energie van de zwaartekrachtsgolf ging zitten in de verhitting van het aanwezige gas en de daaropvolgende uitbarsting van gammastraling.
oorstelling van twee samensmeltende zwarte gaten met omringende accretieschijven (credit: NASA).
Eén van de interessante gevolgtrekkingen van deze waarneming door LIGO én Fermi is dat de zwaartekrachtsgolven en gammastralen een weg van 1,3 miljard lichtjaar hebben afgelegd en dat ze met een verschil van slechts 0,4 seconden bij de aarde aankwamen. Wie twijfelde of zwaartekrachtsgolven met de lichtsnelheid reizen is hiermee voorgoed genezen. Tweede gevolgtrekking: hier en daar wordt in kringen getwijfeld aan de waarneming van LIGO van zwaartekrachtsgolven en wordt geroepen dat het slechts seismische activiteit was, die de aarde bij de twee detectoren van LIGO gelijktijdig deed trillen. Ook deze mensen zijn (hopelijk) genezen van de twijfel. 😀 Tip voor dit nieuws kwam van Tristan du Pree, waarvoor dank! Bron: The Reference Frame + Koberlein op Forbes.
