Theorie mass gap van zwarte gaten staat op losse schroeven

Een van de twee Amerikaanse LIGO-detectoren registreerde onlangs een zwaartekrachtsgolf met onverwachte eigenschappen, vermoedelijk ontstaan door een botsing van een neutronenster en een bijzonder zwaar zwart gat.

Trefwoorden: #golven, #LIGO, #VIRGO, #zwaartekracht, #zwart gat

Lees verder

research

( Foto: Nikhef )

ENGINEERINGNET.BE - Het signaal is tijdens de vierde meetperiode van de LIGO-Virgo-Kagra samenwerking, in mei 2023, gemeten door de LIGO-detector in Hanford.

Met slechts één actieve detector was de oorsprong van het signaal niet op de hemelbol aan te wijzen. Maar de ruimtetijdtrilling zelf duidt op een onverwachte oorsprong.

Analyses van het trillingspatroon van GW20230529 duidt op een botsing van een object van 1,2 tot 2 zonsmassa’s, vermoedelijk een neutronster, met een object dat ruim tweemaal zo zwaar was.

Vooral dat tweede object intrigeert deskundigen, omdat er in theorie eigenlijk geen zwarte gaten tussen 2 en 5 zonsmassa’s lijken te kunnen bestaan. Dit wordt het mass gap genoemd, en lijkt te maken te hebben met de vormingsgeschiedenis van zwarte gaten die overblijven als een ster opbrandt en implodeert.

Het gevonden signaal biedt op zich onvoldoende houvast voor de conclusie dat het mass gap niet bestaat, aldus woordvoerder Jess McIver van LIGO over de waarneming. Wel maakt het duidelijk dat LIGO-Virgo-Kagra ook dit soort signalen kan oppikken.

LIGO en Virgo zijn zogeheten interferometers die minieme afstandsvariaties kunnen meten in een systeem van laserstralen. LIGO-detectoren hebben daartoe twee laserarmen van 4 kilometer lang haaks op elkaar.

In Virgo bij Pisa zijn de optische armen drie kilometer elk. Een passerende zwaartekrachtsgolf vervormt de armen, waardoor de laserpatronen even veranderen. Zulke signalen werden in 2015 voor het eerst gemeten.

De huidige vierde meetperiode 04 van het consortium begon in 2023 met vooral de twee LIGO-detectoren en kort ook Kagra in Japan. De Europese Virgo-detector besloot toen nog niet mee te doen, omdat de gevoeligheid van de detector nog niet optimaal was.

Komende week begint de tweede helft van meetronde O4 die tot voorjaar 2025 gaat duren. Nu doet Virgo ook mee met voldoende gevoeligheid.