De zwaartekrachtgolf GW190521, gemeten door LIGO en Virgo. Credit: R. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration).
Zwaartekrachtgolf GW190521, wie kan het zich niet herinneren? Op 21 mei 2019 passeerden die rimpels in de ruimte de aarde, hetgeen opgemerkt werd door de ultragevoelige detectoren van LIGO in de VS en Virgo in Italië. Het bleken zwaartekrachtgolven te zijn die veroorzaakt waren door de zwaarste botsing van zwarte gaten ooit waargenomen, de ene met 85 en de ander 66 keer de massa van de zon – de ‘merger’ creëerde een nog zwaarder zwart gat, van ongeveer 142 zonsmassa’s. Tenminste, dat is wat ze tot nu toe dachten, twee heel zware botsende astrofysische zwarte gaten. Maar nu is er een internationaal team van sterrenkundigen die een andere bron voorstelt: geen botsende en fuserende zwarte gaten, maar… bosonsterren, ook wel Proca sterren genoemd. Bosonen zijn elementaire deeltjes, die we allemaal kennen: de krachtvoerders van de natuurkrachten zijn allemaal bosonen, fotonen voor de electromagnetische wisselwerking, gluonen voor de sterke wisselwerking, W- en Z-bosonen voor de zwakke wisselwerking en wellicht ook de vooralsnog hypothetische gravitonen voor de zwaartekracht. Alle bosonen hebben een heeltalige spin, dus 0, 1, 2, etc…, terwijl de fermionen (zoals elektronen, protonen en neutronen) halftalige spin hebben , dus 1/2, 3/2, 5/2, etc…
Impressie van twee botsende bosonsterren, zwaartekrachtgolven veroorzakend. Credit: Nicolás Sanchis-Gual and Rocío García-Souto
Juan Calderón Bustillo (Chinese University of Hong Kong) en z’n team denken dat GW190521 veroorzaakt is door twee op elkaar botsende en fuserende bosonsterren, dat zijn sterren die geheel bestaan uit bosonen. Het gaat om ultralichte bosonen, die nog niet ontdekt zijn en die mogelijk een kandidaat zijn voor donkere materie, de mysterieuze substantie die 27% van alle massaenergie van het heelal uitmaakt. De computersimulaties die ze hebben gedaan laten zien dat een botsing van twee bosonsterren beter aansluit bij de gegevens die bekend zijn van GW190521 dan de botsing van twee zwarte gaten. Uiteindelijk leidt de botsing van de twee bosonsterren ook tot de vorming van een zwart, maar in het geval van fuserende bosonsterren is ‘ie nog veel zwaarder, maar liefst 231 keer zo zwaar als de zon. Het boson waar het hier om gaat zou een massa moeten hebben van 8,7 x 10-¹³ eV. Hier het vakartikel van het team over de alternatieve verklaring voor GW190521, verschenen in Physical Review Letters. Bron: Eurekalert.
