GW190521, waargenomen door de LIGO-detector bij Hanford. Credit: LIGO-Collaboration.
Met behulp van de LIGO- en Virgo-detectoren in de VS en Italië heeft men op 21 mei 2019 zwaartekrachtgolven gedetecteerd, die afkomstig waren van een botsing van héél zware zwarte gaten, de zwaarste botsing die tot nu toe is gedetecteerd. De zwaartekrachtgolven GW190521 zijn vermoedelijk veroorzaakt door een botsing van twee zwarte gaten, de ene met 85 en de ander 66 keer de massa van de zon. De botsing en daarop volgende fusie creëerde een nog zwaarder zwart gat, van ongeveer 142 zonsmassa’s. Hierbij kwam in minder dan een tiende van een seconde een enorme hoeveelheid energie vrij, gelijk aan ongeveer 8 zonsmassa’s, verspreid over het universum in de vorm van zwaartekrachtgolven. Dit alles gebeurde in een sterrenstelsel dat op zo’n vijf gigaparsec (17 miljard lichtjaar) afstand staat, toen het heelal ongeveer de helft van z’n leeftijd had.
Overzicht van de mergers van zwarte gaten, waargenomen door LIGO/Virgo. Rechts de zwaarste tot nu toe van allemaal, GW190521. Credit: LIGO-Collaboration.
De sterrenkundigen konden van de twee samengesmolten zwarte gaten de spin bepalen en het blijkt dat die spin van de afzonderlijke zwarte gaten anders was dan de rotatieas van het vlak dat de zwarte gaten om elkaars gemeenschappelijke zwaartepunt hadden. De zwarte gaten vertoonden daarom een soort van wiebel, een precessie geheten. Het zwarte gat dat door de botsing ontstond was 142 zonsmassa zwaar en dat is geen gewoon stellair zwart gat meer, maar wordt gerekend tot de ‘intermediate mass black holes‘ (IMBH’s), zoals te zien aan de grafiek hierboven. Dat is de categorie zwarte gaten tussen de ‘gewone’ stellaire zwarte gaten en de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels, die miljoenen tot miljarden keren zo zwaar als de zon kunnen zijn. De twee zwarte gaten die botsten waren met 85 resp. 66 zonsmassa ook zeer zwaar. Een mogelijkheid is van een ‘hiërarchische fusie’, waarbij de twee zwarte gaten van de voorlopers zelf mogelijk zijn gevormd door de fusie van twee kleinere zwarte gaten, voordat ze samen botsten en uiteindelijk samensmolten.
Credit: LIGO-collaboration.
Over de detectie van GW190521 verschenen vakartikelen in Physical Review Letters en The Astrophysical Journal Letters. Hieronder nog een video over de simulatie van de botsing van de twee zwarte gaten van GW190521.
Bron: MIT.
