20 juni 2024

LIGO en Virgo halen onderste uit de kan: 8 nieuwe zwaartekrachtsgolven

Artist impressie van botsende zwarte gaten. Beeld-credit: LIGO/Frank Elavsky/Northwestern

Met nieuwe statistische technieken hebben de zwaartekrachtsgolfdetectoren van LIGO en Virgo nog eens acht vermoedelijke botsingen van zwarte gaten geïdentificeerd in de bestaande meetgegevens. Daarbij is ondermeer het zwaarste zwartegatenpaar dat ooit werd waargenomen.
LIGO/Virgo publiceren een update van de eerdere catalogus van waarnemingen met de detectoren van trilling die door botsende objecten (meestal zwarte gaten) in de kosmos werden veroorzaakt. De lijst omvat 1201 kandidaat-gebeurtenissen. Veel signalen zijn toegevoegd nadat de criteria werden versoepeld, waardoor minder zekere gebeurtenissen als een echte gebeurtenis kunnen worden beschouwd.
Daarvan hebben er 44 met meer dan 50 procent zekerheid een oorsprong in de kosmos. Hiervan waren er 36 al eerder gepubliceerd en zijn er 8 echt nieuw. De metingen werden gedaan tussen april en oktober 2019, de zogeheten detector-run O3b.

Credit: LIGO-Virgo Collaboration.

Voor de nieuwe analyses deden de drie detectoren in Hanford, Livingstone en Pisa dit keer hun eigen patroonanalyses. De eerdere catalogus uit 2020 werd gemaakt met één algoritme voor alle detectorsignalen.
De meeste trillingspatronen in de nieuwe lijst CWTC-2.1 zijn vermoedelijk ruis, die toevallig lijkt op een zwaartekrachtsgolf die de spiegels van LIGO en Virgo heeft bewogen. De reden dat de teams van LIGO en Virgo de zwakkere signalen toch publiceren, is dat astronomen daarmee op zoek kunnen naar eventuele lichtverschijnselen of bronnen van neutrino’s.
Combinatie van verschillende waarnemingen, zogeheten multimessenger astronomie, zijn extra interessant voor astrofysici. Daarnaast geeft de uitgebreide lijst ook een beter idee van het aantal paren zwarte gaten en botsingen in de kosmos.
Er zijn verschillende interessante aspecten aan de nieuwe waarnemingen. Een van signalen zou gezien de details van de metingen ook van ene botsing van een neutronenster met een zwart gat afkomstig kunnen zijn.
Twee signalen lijken afkomstig te zijn van uitzonderlijk zware paren zwarte gaten. In een daarvan botste een paar van samen 185 zonsmassa’s op elkaar, wat resulteerde in een nieuw zwart gat van 175 zonsmassa’s.
Dat is zwaarder dan ooit eerder waargenomen, en valt in het zogeheten mass gap waar astrofysici geen zwarte gaten verwachten. Normaal ontstaan zwarte gaten als opgebrande niet al te zware sterren exploderen.
Hoe deze exemplaren ontstaan is nog de vraag. Mogelijk door eerdere botsingen van zwarte gaten. Het kan ook zijn dat de theorie van sterexplosies niet correct is. In de eerdere catalogus uit 2020 kwam al één paar met massa’s in de mass gap voor.
Verder zijn er in de nieuwe gegevens aanwijzingen gevonden dat de botsende zwarte gaten vaak de maximale eigen interne draaiing vertonen, die theoretici verwachten.
Nikhef is partner in het LIGO/Virgo consortium en nauw betrokken zijn de bouw en metingen met de Virgo-detector, en de analyses van de signalen daarna. Momenteel liggen de detectoren stil voor aanpassingen en verbeteringen. Mogelijk begint volgend jaar een nieuwe meet campagne. Bron: Nikhef.

Share

Speak Your Mind

*