17 april 2024

Mogelijk duurde het één seconde voordat de neutronensterren van GW170817 een zwart gat vormden

Impressie van de botsende neutronensterren van GW170817, die een zwart gat hebben gevormd. Credit: X-ray data from NASA, CXC and Northwestern Univ./A. Hajela; visual by NASA/CXC/M. Weiss

Een paar dagen geleden had ik hier het verhaal van de kilonova GW170817, de zwaartekrachtgolf die geobserveerd werd door de detectoren LIGO en Virgo op 17 augustus 2017 en die geproduceerd werd door een paar neutronensterren die op 130 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenstelsel NGC 4993 op elkaar botsten. Eén van de mogelijkheden die in de blog werden geschetst was dat er zich door die botsing een zwart gat had gevormd. Vandaag kwam ik in een nieuwsbericht meer info tegen over deze mogelijkheid en de vraag was of de twee neutronensterren direct een zwart gat vormden (een ‘prompt collapse of the merger remnant into a black hole‘) of dat er tijd verstreek voordat het zwarte gat zich vormde. Waarnemingen met NASA’s Chandra röntgenruimtetelescoop aan de nagloed van de kilonova wijzen nu op het laatste scenario. Hét argument daarvoor is dát er nagloed is gezien, röntgenstraling (en andere elektromagnetische straling) van de botsende neutronensterren. Zou die nagloed niet zijn gezien dan zou er sprake zijn van een directe vorming van een zwart gat uit de samensmeltende neutronensterren. Maar de nagloed was er bij GW170817 dus wel. De nagloed kan worden verklaard als een terugkaatsing van materiaal van de samengesmolten neutronensterren, die door het gas in de omgeving van de twee neutronensterren ploegden en het verhitten.

Impressie van twee botsende neutronensterren. Credit: NASA/Swift/Dana Berry

Als de samensmeltende neutronensterren direct (‘prompt’) zouden instorten tot een zwart gat zonder tussenstadium, zou het heel moeilijk zijn om deze overmaat aan röntgenstraling die we nu zien te verklaren, omdat er geen hard oppervlak [1]Een zwart gat heeft zoals bekend geen harde buitenkant, alleen een waarnemingshorizon, waarbinnen de ontsnappingssnelheid hoger is dan de lichtsnelheid en niets meer kan ontsnappen zou zijn waarop dingen kunnen stuiteren en uitvliegen met hoge snelheden om deze nagloed te creëren, aldus de sterrenkundige Raffaella Margutti (Universiteit van Californië). De sterrenkundigen die voor dit scenario kiezen (en niet voor het alternatieve scenario van de botsing van een jet of straalstroom op gas- en stofwolken in de omringende interstellaire ruimte) denken dat er géén sprake was van een directe vorming van een zwart gat, maar dat het zwarte gat zich pas na een tussenstadium vormde. Duur van dat tussenstadium: maximaal één seconde! “These arguments and observations argue in favor of a hypermassive NS that collapsed to a BH within a second or so after the merger“, aldus Margutti en haar collegae in dit vakartikel. Bron: Phys.org.

Voetnoten

Voetnoten
1 Een zwart gat heeft zoals bekend geen harde buitenkant, alleen een waarnemingshorizon, waarbinnen de ontsnappingssnelheid hoger is dan de lichtsnelheid en niets meer kan ontsnappen
Share

Speak Your Mind

*