אסטרונומים גילו 39 אירועי גל כבידה חדשים בתוך שישה חודשים בלבד

הדמיה של חורים שחורים בצביר. (אהרון מ. גלר, אוניברסיטת נורת'ווסטרן/CIERA)

לפני קצת יותר מחמש שנים, האנושות עדיין לא זיהתה גלי כבידה .

כעת, התצפיות זורמות במהירות מדהימה. בטווח של שישה חודשים בשנה שעברה, שיתוף הפעולה של LIGO-Virgo זיהה, בממוצע, 1.5 גל כבידה אירועים בשבוע.

מה-1 באפריל עד ה-1 באוקטובר 2019, מדי האינטרפרומטרים המשודרגים של LIGO ו- Virgo זיהו 39 אירועי גלי כבידה חדשים: גלי ההלם המתלוצצים על פני החלל בזמן מהתנגשויות מסיביות בין כוכבי נויטרונים או חורים שחורים . בסך הכל, ה-Gravitational-Wave Transient Catalog 2 (GWTC-2) מתהדר כעת ב-50 אירועים כאלה.



זה נתן לנו את המפקד השלם ביותר של חורים שחורים בערכת הכלים שלנו, המייצג מגוון של חורים שחורים שלא רק שמעולם לא זוהו קודם לכן, אלא יכולים לחשוף מעמקים שלא נראו בעבר של האבולוציה והחיים לאחר החיים של כוכבים בינארים.

'אסטרונומיה של גלי כבידה היא מהפכנית - חושפת לנו את חייהם הנסתרים של חורים שחורים וכוכבי נויטרונים,' אמר האסטרונום כריסטופר ברי מאוניברסיטת נורת'ווסטרן, חבר בשיתוף הפעולה המדעי של LIGO (LSC).

'בתוך חמש שנים בלבד הפכנו מחוסר ידיעה שקיימים חורים שחורים בינאריים לקטלוג של למעלה מ-40. ריצת התצפית השלישית הניבה יותר תגליות מאי פעם. שילובם עם גילויים מוקדמים יותר מצייר תמונה יפה של מגוון הבינאריים העשיר של היקום״.

כבר שמעתם על כמה מהתגליות החדשות שהתגלו במהלך התצפית.

GW 190412 (אירועי גלי כבידה נקראים על שם תאריך הגילוי שלהם) היה הראשון חור שחור התנגשות שבהשני החורים השחורים היו בעלי מסות בלתי תואמות; כל שאר התנגשויות החורים השחורים שזוהו קודם לכן כללו בינאריים בעלי מסה שווה פחות או יותר.

סביר להניח ש-GW 190425 הוא מהתנגשות בין שני כוכבי נויטרונים, רק השני שזוהה אי פעם (הראשון היה באוגוסט 2017).

סוף סוף GW 190521אישר את קיומו של מעמד 'המשקל הבינוני' החמקמקשל חורים שחורים, בין אלה בעלי מסה כוכבית, לבין הרמות העל-מסיביות.

ו-GW 190814 היהההתנגשות הראשונה שכללה חפץ ב'פער המסה'בין כוכבי נויטרונים לחורים שחורים.

'עד כה, ריצת התצפית השלישית של LIGO ובתולה הניבה הפתעות רבות', אמרה האסטרונומית מאיה פישבך של אוניברסיטת נורת'ווסטרן ו-LSC.

״אחרי ריצת התצפית השנייה, חשבתי שראינו את כל הספקטרום של חורים שחורים בינאריים, אבל הנוף של החורים השחורים הרבה יותר עשיר ומגוון ממה שדמיינתי. אני נרגש לראות מה ילמדו אותנו תצפיות עתידיות״.

זה לא כל מה שהיה לגרירת הנתונים החדשה להציע. שני אירועים נוספים, GW 190426_152155 ו-GW 190924_021846, בלטו כיוצאי דופן. וכן, השמות האלה ארוכים יותר: ככל שאנו מזהים יותר ויותר אירועים, ייתכן שהתאריך לא יספיק כדי להבחין ביניהם, ולכן מוסכמות השמות החדשה היא לכלול את השעה ב-UTC.

'אחת התגליות החדשות שלנו, GW 190426_152155, יכולה להיות מיזוג של חור שחור של כשש מסות שמש עם כוכב ניטרונים . למרבה הצער האות חלש למדי, אז אנחנו לא יכולים להיות בטוחים לגמרי,' אמר האסטרונום סרגיי אוסוקין של מכון אלברט איינשטיין בפוטסדם בגרמניה.

'GW 190924_021846 הוא בהחלט מהמיזוג של שני החורים השחורים הקלים ביותר שראינו עד כה. לאחד היה מסה של שש שמשות, השנייה של תשע שמשות. יש אותות ממיזוגים עם עצמים פחות מסיביים כמו GW 190814 אבל אנחנו לא יודעים בוודאות אם אלה חורים שחורים.'

האוכלוסייה החדשה של מיזוגים של חורים שחורים וכוכבי נויטרונים תוארה בארבעה מאמרים מוקדמים.

העיתון הראשון מקטלג את 39 האירועים החדשים. העיתון השני משחזר את התפלגות המסה והספין של 47 אירועי מיזוג שנמצאו בקטלוג ה-GWTC-2 כולו, ומעריך את קצב ההתנגשויות של חור שחור וכוכבי נויטרונים. העיתון השלישי מחפש בקפידה אחר התפרצויות קרני גמא הקשורות לאירועי מיזוג (לא מצא). ו העיתון הרביעי מעריך את הנתונים מול תחזיות של תורת היחסות הכללית ; ספוילר, תורת היחסות הכללית מחזיקה מעמד לחלוטין.

בסך הכל, האוסף החדש של אירועי מיזוג הוא לא רק דרך לחקור התנגשויות. זה נותן לנו דרך לחקור ישירות חורים שחורים, אשר - מכיוון שאינם פולטים קרינה ניתנת לזיהוי - קשה לשמצה לחקור.

הודות לגלי כבידה, אנו יודעים הרבה יותר על העצמים הללו מאשר ידענו אפילו לפני שנה. ומכאן הולך לרדת כדור שלג.

'מיזוג חור שחור וכוכבי נויטרונים הם מעבדה ייחודית,' אמר ברי .

'אנחנו יכולים להשתמש בהם כדי לחקור גם את כוח הכבידה - עד כה תורת היחסות הכללית של איינשטיין עברה כל מבחן - וגם את האסטרופיזיקה של האופן שבו כוכבים מאסיביים חיים את חייהם. LIGO ובתולה שינו את היכולת שלנו לצפות בבינאריים האלה, וככל שהגלאים שלנו משתפרים, קצב הגילוי רק הולך להאיץ.'

LIGO העלתה את ה-preprints לאתר האינטרנט שלה בזמן שהם ממתינים לביקורת עמיתים. ניתן למצוא אותם כאן , כאן , כאן ו כאן .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.