credit: LIGO/Caltech/MIT/R. Hurt (IPAC)
Op 14 augustus 2019 werden met de LIGO-Virgo detector zwaartekrachtsgolven gedetecteerd, die in minder dan een seconde de aarde passeerden en die de drie detectoren (twee in de VS en eentje in Italië) heel eventjes deden ’trillen’. Wat zwaartekrachtsgolf GW190814 veroorzaakte was een botsing 800 miljoen lichtjaar van ons vandaan van een zwart gat van 23 zonsmassa met een ander object, iets dat 2,6 keer zo zwaar als de zon was. Het resultaat van de botsing was een samensmelting van de twee objecten, een zwart gat van 25 zonsmassa – het verschil (0,6 zonsmassa) werd in een fractie van een seconde in de vorm van de zwaartekrachtgolven uitgezonden.
De waargenomen zwaartekrachtgolf GW190814. Het signaal was tien seconden te volgen. Credit: LIGO Collaboration.
Het verschil tussen het zwarte gat en het andere object was enorm: het scheelt een factor negen, het grootste verschil in massa ooit waargenomen door LIGO en Virgo. En de grote vraag is: wat was dat precies voor object was met dat zware zwarte gat samensmolt? Het valt namelijk met een massa van 2,6 zonsmassa precies in het zogeheten ‘massagat’ (Engels: Mass gap), het gat tussen de theoretische massalimieten van neutronensterren en zwarte gaten. Berekeningen laten namelijk zien dat neutronensterren maximaal 2,5 zonsmassa zwaar zijn en zwarte gaten minimaal 5 zonsmassa. De nu bekendste neutronenster is MSP J0740+6620, die 2,14 keer zo zwaar als de zon is.
Massa van alle objecten die gebotst zijn en samengesmolten tot een zwart gat en daarbij zwaartekrachtgolven hebben veroorzaakt. In het midden de plot van GE190814. Credit: LIGO-Virgo/ Frank Elavsky & Aaron Geller (Northwestern).
Bij GW190814 was dus een object betrokken dat iets zwaarder was dan de theoretische limiet voor neutronensterren. Grote vraag is dan natuurlijk: wat was dat mysterieuze object, een héél zware neutronenster, een héél licht zwart gat óf iets anders? Overigens heeft men op grond van de waarnemingen aan GW190814 óók de Hubble constante H0 gemeten en die kwam uit op 75 km/s/Mpc. Dat kunstje van de bepaling van H0 met behulp van zwaartekrachtsgolven hebben ze eerder ook al gedaan en wel bij GW170817, maar dat was een botsing van twee neutronensterren en daar kwam ook electromagnetische straling bij vrij, niet bij GW190814. Hier staat beschreven hoe ze dat bij GW190814 hebben gedaan. Hier het vakartikel over GW190814, verschenen in the Astrophysical Journal Letters. Bron: LIGO.
